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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Einparkhilfesystem und ein Einparkhilfeverfahren
zur Ausgabe von Einparkhinweisen an einen Fahrer eines Fahrzeugs.
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Die
zunehmende Verkehrsdichte und verstärkte Bebauung freier Flächen engen
den Verkehrsraum insbesondere in Ballungszentren kontinuierlich
ein. Der zur Verfügung
stehende Parkraum wird enger und die Suche nach einer geeigneten Parklücke belastet
den Fahrer zusätzlich
zum immer mehr zunehmenden Verkehr. Unter anderem daher wurden semiautonome
Einparkhilfesysteme (SPA) entwickelt, welche den Fahrer beim Einparken
unterstützen
sollen. Dem Fahrer wird dadurch die Entscheidung, ob eine vorhandene
Parklücke
für einen Einparkvorgang
ausreicht, erleichtert oder abgenommen.
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Es
sind eine Reihe verschiedener Einparkhilfesysteme bekannt, darunter
beispielsweise Einparkhilfesysteme mit so genannter „Parklückenvermessungsfunktion" (PLV), die mit seitlich
am Fahrzeug angebrachten Sensoren die Größe einer Parklücke vermessen,
an denen das Fahrzeug vorbeifährt.
Erkennt das System eine Parklücke,
die groß genug
für das
Fahrzeug ist, so wird dies dem Fahrer signalisiert. Beim anschließenden Einparkvorgang
gibt das System dem Fahrer Hinweise oder Warnsignale zum Einparken.
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Die
DE 198 47 013 A1 offenbart
ein solches Einparkhilfesystem mit Parklückenvermessungsfunktion, in
dem eine Auswerteeinheit ein von einer Sensoreinrichtung ausgegebenes
Abstandssignal mit einem Abstandsgrenzwert vergleicht, und ein Warnsignalgeber
ein Warnsignal erzeugt, dass dem verbleibenden Rangierabstand entspricht.
Somit kann dem Fahrer die verbleibende Distanz zu einem Hindernis (z.B.
parkendes Auto, Bordsteinkante oder dergl.) signalisiert werden.
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Ein
Problem dieses Einparkhilfesystems ist jedoch die unter Umständen große Trägheit bei
der Ausgabe des Warnsignals. D.h., da das Einparkhilfesystem distanzbasiert
arbeitet, kann es vorkommen, dass der Fahrer erst kurz vor dem Kontakt
mit einem Hindernis eine Warnung erhält. Dies ist insbesondere der
Fall, wenn das Einparken mit relativ hoher Geschwindigkeit geschieht,
da dann der Anhalteweg länger
sein kann als die verbleibende Distanz zum Hindernis.
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Dieses
Problem tritt in verschärftem
Maße auf
bei so genannten „semiautonomen
Einparkhilfesystemen mit Lenkeingriff". Bei einem solchen System wird dem
Fahrer der Lenkeingriff während
des Einparkvorganges vom Fahrzeug abgenommen. Dabei lenkt das Fahrzeug
automatisch, führt
also selbständig
die zum Parkvorgang notwendigen Lenkeingriffe durch, so dass der
Fahrer nur noch beschleunigen und abbremsen muss. Erfahrungsgemäß führt aber
ein solch erleichterter Einparkvorgang dazu, dass der Fahrer mit
wesentlich erhöhter
Geschwindigkeit einparkt, da er sich auf ein korrektes automatisches
Einschlagen des Steuers durch das System und die damit verbundene
Kollisionsvermeidung verlässt.
Bei erhöhter
Geschwindigkeit verlängert
sich jedoch der Anhalteweg erheblich, so dass sich die Trägheit des
Einparkhilfesystems noch gravierender auswirkt und die Gefahr von
Kollisionen in Einparkrichtung zunimmt.
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Ein
weiteres Problem bei vielen Einparkhilfesystemen besteht darin,
dass unter bestimmten Voraussetzungen die Einparkbegrenzung vom
Einparkhilfesystem nicht wahrgenommen werden kann. Dies kann beispielsweise
dann der Fall sein, wenn die Detektionsreichweite der in Einparkrichtung
gelegenen Sensoren zu gering ist, wenn die Sensoren inaktiv sind,
oder bei anderen externen Störungen.
In einem solchen Fall kann mangels Erkennung der Einparkbegrenzung
die bis zur Kollision verbleibende Distanz nicht berechnet werden,
so dass auch keine Kollisionswarnung erfolgen kann, was die Gefahr
einer Kollision erheblich erhöht,
da sich ja der Fahrer meist gerade auf eine solche Warnung verlässt.
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Vorteile der
Erfindung
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Demgemäss ist ein
Einparkhilfesystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
zur Ausgabe von Einparkhinweisen vorgesehen,
- – mit einer
Sensoreinrichtung, die eine Parklückenvermessung anhand von Parklückenbegrenzungen
durchführt
und die abhängig
von der Parklückenvermessung
Parklückeninformationen
erzeugt;
- – mit
einer programmgesteuerten Einrichtung, die anhand der erzeugten
Parklückeninformationen eine
vom Fahrzeug für
den Einparkvorgang zu durchlaufende Fahrtrajektorie berechnet und
die sowohl aus den erzeugten Parklückeninformationen als auch
aus der berechneten Fahrtrajektorie eine Kollisionszeitdauer und/oder
eine Kollisionsdistanz, innerhalb der und/oder denen das Fahrzeug
mit einer der Parklückenbegrenzungen
voraussichtlich kollidieren wird, berechnet; und
- – mit
einem Warnsignalgeber, der ein Warnsignal erzeugt, falls die berechnete
Kollisionszeitdauer kleiner ist als ein erster Grenzwert und/oder
die berechnete Kollisionsdistanz kleiner ist als ein zweiter Grenzwert.
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Ein
entsprechendes Einparkhilfeverfahren zur Ausgabe von Einparkhinweisen
für ein
Fahrzeug enthält
die folgenden Schritte:
- (a) Vermessen einer
Parklücke
anhand von Parklückenbegrenzungen
und Erzeugen von Parklückeninformationen
abhängig
von der Parklückenvermessung;
- (b) Berechnen einer vom Fahrzeug für den Einparkvorgang zu durchlaufende
Fahrtrajektorie anhand der erzeugten Parklückeninformationen;
- (c) Berechnen einer Kollisionszeitdauer oder eine Kollisionsdistanz
aus den Parklückeninformationen
sowie der berechneten Fahrtrajektorie; und
- (d) Ausgeben eines wahrnehmbaren Signals, falls die berechnete
Zeitdauer kleiner ist als
- (e) ein erster Grenzwert und/oder die berechnete Kollisionsdistanz
kleiner ist als ein zweiter Grenzwert.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin,
die aus der Parklückenvermessung
vorliegenden Informationen zur Kollisionswarnung zu nutzen. Ein
wesentlicher Vorteil, der sich aus der erfindungsgemäßen Anordnung
und dem erfindungsgemäßen Verfahren
ergibt, ist der, dass ein solches Einparkhilfesystem nicht mehr
ausschließlich
auf die Kollisionswarnung mit Abstandssensoren, die den momentan
gemessenen Abstand zur Parklückenbegrenzung
anzeigen, angewiesen ist, sondern immer noch eine Kollisionswarnung
ausgegeben werden kann, wenn diese momentanen Abstandssensoren inaktiv
oder defekt sind.
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In
den Unteransprüchen
finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des
Erfindungsgegenstandes.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Speichereinrichtung
vorgesehen, in der die von der Sensoreinrichtung erzeugten Parklückeninformationen
speicherbar sind. Somit ist eine komplett modellbasierte Kollisionswarnung
möglich, so
dass eine Kollisionswarnung auch dann ausgegeben werden kann, wenn
die Abstandssensoren (beispielsweise vorübergehend) inaktiv oder defekt
sind.
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Es
ist vorteilhaft, dass ein mit der programmgesteuerten Einrichtung
gekoppelter Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor vorgesehen ist, der
die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs misst und ein
der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
ausgibt und dass die programmgesteuerten Einrichtung zur Berechnung
der Kollisionszeitdauer zusätzlich
das vom Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor ausgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
berücksichtigt.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Sensoreinrichtung
zur Messung des tatsächlichen
Abstandes vom Fahrzeug zu einer Parklückenbegrenzung vorgesehen.
Somit ist zusätzlich
zu einer geschwindigkeitsbasierten Kollisionswarnung auch eine distanzbasierte
Kollisionswarnung möglich.
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Dabei
ist es vorteilhaft, dass die programmgesteuerte Einrichtung eine
Vergleichseinrichtung aufweist, die die erzeugten Parklückeninformationen mit
den von der Sensoreinrichtung zur Messung des tatsächlichen
Abstandes vom Fahrzeug zu einer Parklückenbegrenzung gemessenen Informationen vergleicht
und abhängig
davon ein Vergleichssignal ausgibt, welches anzeigt, ob die Sensoreinrichtung zur
Messung des tatsächlichen
Abstandes zu einer Parklückenbegrenzung
aktiv ist oder inaktiv ist. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft,
dass ein Statussignalgeber vorgesehen ist, der ein Sensorstatussignal ausgibt,
falls das von der Vergleichseinrichtung ausgegebene Signal anzeigt,
dass die Sensoreinrichtung nicht aktiv ist. Unter einer inaktiven Sensoreinrichtung
wird hierbei eine Sensoreinrichtung verstanden, die keine geeigneten
Messsignale ausgibt. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein,
wenn die Sensoreinrichtung defekt ist, aber auch wenn sie verschmutzt
ist oder anderweitige äußere Störungen (z.B.
Störsignale)
vorliegen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Warnsignalgeber
eine Anzeige, welche ein optisches Warnsignal mit mindestens zwei Dringlichkeitsstufen
ausgibt, und/oder einen Lautsprecher, welcher ein akustisches Warnsignal
mit mindestens zwei Dringlichkeitsstufen ausgibt, enthält. Solche
akustischen und/oder visuellen Warnsignale können auch von bereits im Fahrzeug
installierten Geräten,
wie z.B. einem Navigationsgerät
oder Lautsprechern ausgegeben werden. Verschiedene Dringlichkeitsstufen
können
dem Fahrer signalisieren, wie kritisch die Einparksituation ist,
also wie dringend abgebremst werden sollte.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, wenn die programmgesteuerten Einrichtung
- – eine
erste Berechungseinrichtung, die anhand der von der Sensoreinrichtung
zur Durchführung einer
Parklückenvermessung
erzeugten Parklückeninformationen
die Kollisionszeitdauer berechnet;
- – eine
zweite Berechnungseinrichtung, die anhand des von der Sensoreinrichtung
zur Messung des tatsächlichen
Abstandes zur Parklückenbegrenzung
gemessenen Abstandes die Kollisionsdistanz berechnet; und
- – eine
Evaluierungseinrichtung, die die Kollisionszeitdauer und die Kollisionsdistanz
evaluiert und ein der Kollisionszeitdauer und der Kollisionsdistanz
entsprechendes Dringlichkeitssignal ausgibt, welches die entsprechende
Dringlichkeitsstufe aufweist.
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In
diesem Falle ermittelt die programmgesteuerten Einrichtung (a) anhand
der von der Sensoreinrichtung zur Durchführung einer Parklückenvermessung
erzeugten Parklückeninformationen
die Kollisionszeitdauer, und (b) anhand des von der Sensoreinrichtung
zur Messung des tatsächlichen
Abstandes zur Parklückenbegrenzung
gemessenen Abstandes die Kollisionsdistanz. Die programmgesteuerten
Einrichtung lässt
dann den Warnsignalgeber ein wahrnehmbares Signal erzeuggen, dessen Dringlichkeitsstufe
sich danach richtet ob die programmgesteuerten Einrichtung die ermittelte
Kollisionszeitdauer oder die ermittelte Kollisionsdistanz als kritischer
erachtet.
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Dies
hat den Vorteil, dass sowohl geschwindigkeitsbasierte Kollisionswarnungen
als auch distanzbasierte Kollisionswarnungen ausgegeben werden können.
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Die
Sensoreinrichtung zur Durchführung
einer Parklückenvermessung
umfasst typischerweise Nahbereichsensoren, insbesondere Ultraschallsensoren,
für eine
Messung des seitlichen Abstandes des Fahrzeugs zur Parklückenbegrenzung.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, dass die programmgesteuerte Einrichtung
eine Grenzwertbestimmungseinrichtung enthält, die den ersten Grenzwert unter
Berücksichtigung
einer Reaktionszeit des Fahrers und einer geschwindigkeitsabhängigen Anhaltezeit
bestimmt. Eine solche dynamische Grenzwertbestimmung erlaubt es,
sowohl individuelle Unterschiede zwischen Reaktionszeiten verschiedener
Fahrer als auch die geschwindigkeitsabhängigen Anhaltezeit zu berücksichtigen.
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Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigt
dabei:
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1 ein
schematisches Diagramm eines Fahrzeugs mit einem Einparkhilfesystem
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 einen
Einparkvorgang unter Ausnutzung des Einparkhilfesystems gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3(A) und 3(B) Diagramme,
welche darstellen auf welche Weise das Einparkhilfesystem nach einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform den
Warnlevel bestimmt.
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4 ein
Flussdiagramm, welches ein Verfahren nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt.
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5 ein
Flussdiagramm, welches ein Verfahren nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In
allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente – sofern
nichts Anderes angegeben ist – mit
gleichen Bezugszeichen versehen worden.
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1 zeigt
schematisch ein Fahrzeug mit einem Einparkhilfesystem gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist
ein Kraftfahrzeug 1 schematisch dargestellt. An einer Fahrzeugvorderseite 2 sind
Abstandssensoren 3 angeordnet. An einer Fahrzeugrückseite 4 sind
ebenfalls Abstandssensoren 5 angeordnet. An einer linken
Fahrzeugseite 6 und an einer rechten Fahrzeugseite 7 sind
jeweils seitliche Abstandssensoren 8, 9 vorgesehen.
Die Abstandssensoren messen Abstände
zu Hindernissen in der Fahrzeugumgebung. Die Abstandssensoren 3, 5, 8, 9 sind
insbesondere als Ultraschallsensoren ausgeführt. Sie können jedoch auch auf einem
anderen Messprinzip basierend, z.B. auf optischen Signalen oder
auf Radarsignalen, den Abstand messen. Ferner sind auch Videosensoren
möglich,
die einen Abstand aus einer aufgenommenen Bildinformation ermitteln.
Die Abstandssensoren 3, 5, 8, 9 liefern
ihre Messdaten oder ermittelten Abstandswerte über einen Datenbus 10 an
eine programmgesteuerte Einrichtung 11 (beispielsweise
ein Mikroprozessor oder dergleichen) mit einem Speicher 18 im
Fahrzeug 1. Die programmgesteuerte Einrichtung 11 ermittelt
die Abstände
zu Hindernissen in der Fahrzeugumgebung und die Lage dieser Hindernisse
in der Fahrzeugumgebung. Dies geschieht insbesondere dadurch, dass
die Messdaten der einzelnen Sensoren miteinander korreliert ausgewertet
werden. Die programmgesteuerte Einrichtung 11 kann die
Sensoren auch in verschiedenen Messmodi betreiben, so dass z.B.
die Geschwindigkeit einer Signalaussendung an die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit
angepasst wird. Somit können
die Messbedingungen zwischen einem Vermessen einer Parklücke bei
einem Vorbeifahren an der Parklücke
und bei einem im allgemeinen langsamer durchgeführten Einparkvorgang angepasst
werden. Aus den Abstandswerten kann die programmgesteuerte Einrichtung 11 somit
ein Modell der Umgebung des Fahrzeugs bestimmen.
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Ferner
ist die programmgesteuerte Einrichtung 11 dazu ausgelegt,
eine geeignete Parklücke
zu ermitteln und eine Fahrtrajektorie in diese Parklücke zu bestimmen.
Außerdem
bestimmt sie bevorzugt auch Ausgaben an den Fahrer. Für die Ausgabe
ist die programmgesteuerte Einrichtung 11 mit einem Warnsignalgeber
verbunden, der als Anzeige 12 und/oder als Lautsprecher 13 ausgeführt sein
kann. Die Anzeige 12 ist insbesondere als ein Bildschirm
einer Navigationsanzeige in dem Fahrzeug ausgeführt. Ferner können Anweisungen
auch über
eine Anzeige in einem Kombinationsinstrument, über ein Head-Up-Display oder über LED-Anzeigen,
die zusätzlich
an der Armaturentafel zu montieren sind, ausgegeben werden. In der
vorliegenden Ausführungsform
ist der Warnsignalgeber so ausgelegt, dass er Warnsignale mit drei
Dringlichkeitsstufen ausgeben kann. Auf der Anzeige 12 können die
Signale der verschiedenen Dringlichkeitsstufen beispielsweise mittels
verschiedenfarbiger Warnbalken dargestellt werden. Ein Warnsignal
der niedrigsten Dringlichkeitsstufe 3 kann beispielsweise
durch einen grünen
Balken, ein Warnsignal der nächsthöheren Dringlichkeitsstufe 2 durch
einen zusätzlichen gelben
Balken, und ein Warnsignal der höchsten Dringlichkeitsstufe 1 durch
einen wiederum zusätzlichen
roten Balken dargestellt werden. Bei einer Ausgabe der Warnsignale
per Lautsprecher 13 können die
verschiedenen Warnsignale durch unterschiedliche Lautstärken, durch
unterschiedliche Frequenzen des Signaltons oder auch durch unterschiedliche
Intervalle bei einem Pulston realisiert werden.
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Um
eine Bewegung des Fahrzeugs zu ermitteln, ist die programmgesteuerte
Einrichtung 11 bevorzugt über einen Datenbus 14,
der insbesondere als ein CAN-Bus ausgeführt ist, mit mindestens einem
Geschwindigkeitssensor 15 verbunden. In einer bevorzugten
Ausführungsform
ist der Geschwindigkeitssensor 15 als ein Raddrehzahlsensor
ausgeführt,
der eine Radbewegung des Fahrzeugs misst. Wird eine Radbewegung
detektiert, so wird anhand der Raddrehung und dem Radumfang sowie
dem Verlauf der Zeit die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs
bestimmt. Aus der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann
wiederum in Verbindung mit dem Verlauf der Zeit auf die zurückgelegte
Strecke geschlossen werden. Um auch die Richtung der Fahrt ermitteln
zu können,
ist die programmgesteuerte Einrichtung 11 ferner mit einem Lenkwinkelsensor 16 verbunden,
mittels dem die aktuelle Lenkrichtung des Fahrzeugs ausgewertet
werden kann. Ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts fährt wird insbesondere aus einer
Ganghebelstellung oder aus einer Einstellung eines Getriebes durch
einen Gangsensor 17 ermittelt.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
ist die programmgesteuerte Einrichtung 11 dazu ausgelegt, auch
die Reaktionszeit des Fahrers zu bestimmen. Sie vergleicht insbesondere,
wie schnell der Fahrer einer über
die Anzeige 12 oder den Lautsprecher 13 ausgegebenen
Anhalteanweisung folgt, und ermittelt daraus die Reaktionszeit Tr
des Fahrers. Bevorzugt kann sie damit Fahrer in verschiedene Kategorien unterteilen,
z.B. langsam, normal und schnell und den Fahrern dementsprechende
Reaktionszeiten Tr zuordnen. Es ist jedoch auch möglich, die
Reaktionszeit Tr direkt als Zeitinformation zu messen und im Speicher 18 abzuspeichern.
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2 illustriert
einen Einparkvorgang unter Ausnutzung der Vorrichtung zur Ausgabe
von Einparkhinweisen gemäß der Ausführungsform.
Das Fahrzeug 1, welches das in 1 erläuterte Einparkhilfesystem
aufweist, ist zuvor an dem ersten Fahrzeug 21, der Parklücke 20 und
dem zweiten Fahrzeug 22 in Pfeilrichtung 23 vorbeigefahren,
wobei die an der rechten Fahrzeugseite 7 angeordneten Sensoren 9 den
Abstand zu den Fahrzeugen 2l, 22 vermessen haben.
Dabei hat sich herausgestellt, dass zwischen den Fahrzeugen 21, 22 die
Parklücke 20 frei
ist, in die das Fahrzeug 1 einparken kann. Eine von den
Sensoren 9 ermittelte Abstandslinie 24 gibt die
Abmaße
an, die von den Sensoren bei der Vorbeifahrt ermittelt wurden, und
die als Parklückeninformationen
im Speicher 18 abgespeichert sind.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
erfolgt das Einparken mit einem semiautonomen Einparkhilfesystem
mit Lenkeingriff, so dass der Fahrer nach Aktivierung des Einparkhilfesystems
nur noch selbständig
beschleunigen und abzubremsen braucht, wohingegen das Fahrzeug automatisch
lenkt. Zu diesem Zwecke bestimmt die programmgesteuerte Einrichtung 11 anhand
der Parklückeninformationen eine
Fahrtrajektorie 25 von der aktuellen Position 26 des
Fahrzeugs 1 bis zur Parkposition 27 in die Parklücke 20,
sowie die Lenkwinkel-Einstellungen, die vom Einparkhilfesystem während des
Durchfahrens dieser Fahrtrajektorie 25 automatisch eingestellt
werden. Diese Fahrtrajektorie 25 ist hinsichtlich des gewählten Referenzpunktes 26,
hier des Mittelpunktes der Hinterachse des Fahrzeugs, in 2 dargestellt. Im
einfachsten Fall besteht die Fahrtrajektorie 25 aus einer
geraden Strecke, in der Regel aber wird sie wie in 2 dargestellt
aus einer Kombination von geraden Teilstrecken, Kreisbögen oder
(je nach Lenkwinkeleinstellungen) anderen Kurvenstücken bestehen.
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Es
sollte beachtet werden, dass 2 der Einfachheit
halber eine Situation darstellt, in der das Fahrzeug 1 mit
einem Zug eingeparkt werden kann. Die vorliegenden Erfindung ist
jedoch auch in gleicher Weise anwendbar, wenn das Fahrzeug in mehreren
Zügen bestehend
aus Vorwärts-
und Rückwärtsstrecken
eingeparkt wird. Ferner kann die Fahrtrajektorie 25 auch
dynamisch bestimmt werden, also aus dem im Speicher 18 gespeicherten
Modell der Parklücke
und der aktuellen Position des Fahrzeugs 1 ständig eine
optimale Fahrtrajektorie 25 bestimmt werden. Dieses wird
insbesondere der Fall sein, wenn es sich um ein Einparkhilfesystem
ohne Lenkeingriff handelt, der Fahrer also durch akustische oder
visuelle Signale dazu veranlasst wird, einen geeigneten Lenkwinkel
einzustellen.
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Die
programmgesteuerte Einrichtung 11 bestimmt ferner eine
Kollisionsposition 28, bei der das Fahrzeug 1 mit
dem Fahrzeug 21 kollidiert. Die Kollisionsposition 28 wird
dadurch bestimmt, dass die Fahrtrajektorie 25 von der aktuellen
Position 26 zur Parkposition 27 mit dem für die Parkposition
bestimmten Lenkwinkel extrapoliert wird, und der Referenzpunkt bestimmt
wird, bei dem es zu einer Kollision zwischen den Fahrzeugen 1 und 21 kommt.
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Als
nächstes
leitet der Fahrer den Einparkvorgang ein. Dazu betätigt der
Fahrer das Gaspedal des Fahrzeugs 1, so dass das Fahrzeug,
automatisch vom Einparkhilfesystem gelenkt, in die Parklücke rangiert
wird. Aus der Messung der zurückgelegten
Wegstrecke und der Messung des Lenkeinschlags mittels des Lenkwinkelsensors 16 ist
der programmgesteuerten Einrichtung 11 dabei zu jeder Zeit bekannt,
welche Position das Fahrzeug 1 gegenüber den übrigen Fahrzeugen 21, 22 und
insbesondere gegenüber
der Parklücke 20 einnimmt.
Basierend auf der Position des Fahrzeugs 1, gibt das Einparkhilfesystem
dem Fahrer während
des Parkvorgangs Hinweise (Warnsignale), die den Fahrer dazu veranlassen,
das Fahrzeug zu einem geeigneten Zeitpunkt abzubremsen und anzuhalten.
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3(A) ein Diagramm, welches darstellt auf welche
Weise das Einparkhilfesystem während des
Einparkvorganges geeignete Warnsignale ermittelt. Auf der Zeitachse
t dargestellt sind zur Linken die aktuelle Position 26 des
Fahrzeugs und zur Rechten die Kollisionsposition 28 (bzw.
Zeitpunkte, die diesen entsprechen).
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4 ist
ein Flussdiagramm, welches ein vom Einparkhilfesystem ausgeführtes Verfahren
illustriert. Es sollte beachtet werden, dass für das in 4 gezeigte
Verfahren lediglich die von den Seitensensoren 8, 9 ermittelten
Informationen verarbeitet werden, nicht aber die von den Abstandssensoren 3, 5 an
Heck und Bug. Dieses Verfahren ermöglicht somit eine funktionsfähige Einparkhilfe
selbst bei nicht oder nur begrenzt funktionsfähigen Abstandssensoren 3 und 5.
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Nachdem
in einem nicht dargestellten Schritt mit den Abstandssensoren (9)
die Parklücke
(20) anhand von Parklückenbegrenzungen
(24) vermessen wurde und abhängig von der Parklückenvermessung Parklückeninformationen
erzeugt und daraus die Fahrtrajektorie (25) berechnet wurde,
werden in Schritt S1 die aktuelle Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 gemessen
sowie die verbleibende Kollisionsdistanz Xc bis zur Kollisionsposition 28 bestimmt. Die
aktuelle Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 wird mit dem
Geschwindigkeitssensor 15 bestimmt. Die verbleibende Kollisionsdistanz
Xc entspricht der Distanz zwischen der aktuellen Position 26 und
der Kollisionsposition 28 auf der Fahrtrajektorie 25.
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In
Schritt S2 bestimmt die programmgesteuerte Einrichtung 11 die
Zeit TTC („Time-to-Collision"), die verbleibt,
bis es bei der gegenwärtigen
Geschwindigkeit v auf der vorgegebenen Fahrtrajektorie 25 zu einer
Kollision mit einem Hindernis (hier: Fahrzeug 21) kommt.
Diese Zeit wird im folgenden auch als Kollisionszeitdauer bezeichnet.
Die Kollisionszeitdauer TTC ergibt sich aus aktueller Geschwindigkeit v
und Kollisionsdistanz Xc nach der Gleichung TTC = Xc/v. Im Schritt
S2 wird außerdem
die voraussichtliche Bremszeit Tb bestimmt, die von der aktuellen Geschwindigkeit
abhängt.
Unter Bremszeit Tb wird hierbei die Zeitdauer verstanden, die ab
dem Zeitpunkt zu dem der Bremsvorgang eingeleitet wird bis zu dem
Zeitpunkt vergeht, zu dem das Fahrzeug 1 vollständig angehalten
wird. Je höher
die Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 ist, umso länger ist
die Bremszeit Tb. Die Bremszeit Tb für die aktuelle Geschwindigkeit
kann aus einer im Speicher 18 gespeicherten Tabelle abgelesen
werden, oder auch von der programmgesteuerten Einrichtung 11 anhand
einer geeigneten Gleichung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
v berechnet werden. Es ist außerdem
möglich,
in der Bremszeit Tb auch die momentane Beschleunigung zu berücksichtigen.
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Im
Schritt S3 berechnet die programmgesteuerte Einrichtung 11 die
tatsächlich
für den
Anhaltevorgang notwendige Anhaltezeit Ta, die sich, wie in 3(A) dargestellt, aus der Summe der Bremszeit Tb
und der Reaktionszeit Tr des Fahrers, also Ta = Tr + Tb.
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Im
Schritt S4 vergleicht die programmgesteuerte Einrichtung 11 die
Differenz zwischen Kollisionszeit TTC und Anhaltezeit Ta mit einer
vorgegebenen Zeit T1. Ist die Differenz zwischen der Kollisionszeit
TTC und der Anhaltezeit Ta kleiner als die vorgegebene Zeit T1 (also:
TTC – Ta < T1), dann wird in
Schritt S5 ein Warnsignal der (höchsten)
Dringlichkeitsstufe 1 ausgegeben, wonach die Prozedur zu Schritt
S1 zurückkehrt.
In der vorliegenden Ausführungsform
werden die Warnsignale auf der Anzeige 12 mit drei Warnbalken
ausgegeben. In den Schritten S5, S7 und S8 entsprechen die weißen Rechtecken aktiven
(also leuchtenden) Warnbalken und die schattierten Rechtecken inaktiven
(also nicht leuchtenden) Warnbalken. Wie in 3(A) dargestellt
entspricht die Dringlichkeitsstufe 1 dem Fall, dass bei
einem sofort eingeleiteten Anhaltevorgang nur noch wenig Spielraum
bis zur Kollision bleibt, weshalb der Fahrer durch ein Warnsignal
der höchsten
Dringlichkeitsstufe 1 dazu aufgefordert wird unverzüglich abzubremsen
und anzuhalten.
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Ist
die in Schritt S4 ermittelte Differenz nicht kleiner als die vorgegebene
Zeit T1, dann springt die Prozedur zu Schritt S6. Im Schritt S6
vergleicht die programmgesteuerte Einrichtung 11 die Differenz zwischen
Kollisionszeit TTC und Anhaltezeit Ta mit einer vorgegebenen Zeit
T2. Ist die Differenz zwischen der Kollisionszeit TTC und der Anhaltezeit
Ta kleiner als die vorgegebene Zeit T2 (also: TTC – Ta < T2), dann wird
in Schritt S7 ein Warnsignal der (mittleren) Dringlichkeitsstufe 2 ausgegeben,
wonach die Prozedur zu Schritt S1 zurückkehr. Wie in 3(A) dargestellt entspricht dies dem Fall, dass
bei einem sofort eingeleiteten Anhaltevorgang mittelmäßig viel Spielraum
(nämlich
mindestens T1 und höchstens T2)
bis zur Kollision bleibt, weshalb der Fahrer durch ein Warnsignal
der mittleren Dringlichkeitsstufe 2 dazu aufgefordert wird
sich auf den Abbremsvorgang vorzubereiten.
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Ist
die in Schritt S6 ermittelte Differenz nicht kleiner als die vorgegebene
Zeit T2, dann springt die Prozedur zu Schritt S8. Im Schritt S8
wird ein Warnsignal der (untersten) Dringlichkeitsstufe 3 ausgegeben,
wonach die Prozedur zu Schritt S1 zurückkehrt. Wie in 2 dargestellt
entspricht dies dem Fall, dass bei einem zu diesem Zeitpunkt eingeleiteten
Anhaltevorgang noch genügend
Spielraum (nämlich mindestens
T2) bis zu einer Kollision bleibt. Es ist auch möglich anstelle eines Warnsignals
der untersten Dringlichkeitsstufe 3 überhaupt kein Warnsignal auszugeben
oder auch ein dauerhaft anliegendes Signal auszugeben (z.B. einen
dauerhaften grünen LED-Warnbalken
bei Dringlichkeitsstufe 3, einen zusätzlichen gelben bei Dringlichkeitsstufe 2 und
einen wiederum zusätzlichen
bei Dringlichkeitsstufe 1).
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Das
vom Einparkhilfesystem dieser Ausführungsform durchgeführte Verfahren
hat den Vorteil, dass auch ohne einen Zusatzsensor (also beispielsweise
zusätzlichen
Hecksensor) eine sehr frühzeitige Kollisionswarnung
ermöglicht
wird. Insbesondere beim Einparken mit hoher Geschwindigkeit kann
somit eine rechtzeitige Kollisionswarnung gegeben werden.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass eine Kollisionswarnung auch dann erfolgen
kann, wenn die zur tatsächlichen
Abstandsmessung verwendeten Sensoren (hier also die Heck- und Bugsensoren)
inaktiv (oder defekt) sind oder beispielsweise aufgrund von Verschmutzung
ein zu schwaches Signal liefern.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass die Ausgabe von modellbasierten Kollisionswarnungen
mit dem Einparkhilfesystem der vorliegenden Ausführungsform in der gleichen
Weise (also mit den gleichen optischen oder akustischen Signalen)
erfolgen kann wie bei einem Einparkhilfesystem, das Kollisionswarnungen
basierend auf einer Messung des gegenwärtigen Abstandes ausgibt. Somit
ist für
den Anwender (Fahrer) keine Einlernphase notwendig.
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5 ist
ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt. In diesem Verfahren nach der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform erfolgt
zusätzlich
zur modellbasierten Kollisionswarnung eine Kollisionswarnung basierend
auf der tatsächlich
gemessenen Distanz. Das vom Warnsignalgeber ausgegeben Warnsignal
richtet sich danach ob die verbleibende Distanz Xc oder die verbleibende Kollisionszeitdauer
TTC „kritischer" ist. Dies wird im folgenden
näher erläutert.
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Das
Flussdiagramm in 5 entspricht im wesentlichen
dem Flussdiagramm in 4, enthält aber zwei zusätzliche
Schritte S4' und
S6'. Schritte die
mit den im Flussdiagramm von 4 identisch sind
oder diesen entsprechen werden im folgenden nicht näher erläutert.
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Ist
die in Schritt S4 ermittelte Differenz nicht kleiner als die vorgegebene
Zeit T1, dann springt die Prozedur zu Schritt S4', wo eine Prüfung der verbleibenden Kollisionsdistanz
durchgeführt
wird. Ist in Schritt S4' die
verbleibende Kollisionsdistanz Xc kleiner als eine vorbestimmte
Distanz X1, dann springt die Prozedur zu Schritt S5, in dem ein
Warnsignal der (höchsten)
Dringlichkeitsstufe 1 ausgegeben, wonach die Prozedur zu
Schritt S1 zurückkehrt.
Wie in 3(B) dargestellt entspricht
dies dem Fall, dass bei einem sofort eingeleiteten Anhaltevorgang
nur noch wenig Spielraum bis zur Kollision bleibt, weshalb der Fahrer
durch ein Warnsignal der höchsten Dringlichkeitsstufe 1 dazu
aufgefordert wird unverzüglich
abzubremsen.
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Ist
in Schritt S4' die
Kollisionsdistanz Xc größer als
die vorbestimmte Distanz X1, dann springt die Prozedur zu Schritt
S6, in dem der oben beschriebene Vergleich zwischen Kollisionszeit
TTC und Anhaltezeit Ta durchgeführt
wird.
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Ist
die in Schritt S6 ermittelte Differenz nicht kleiner als die vorgegebene
Zeit T2, dann springt die Prozedur weiter zu Schritt S6', wo wiederum eine Prüfung der
verbleibenden Kollisionsdistanz durchgeführt wird. Ist im Schritt S6' die verbleibende
Kollisionsdistanz Xc kleiner als eine vorbestimmte Distanz X1, dann
wird in Schritt S7 ein Warnsignal der (mittleren) Dringlichkeitsstufe 2 ausgegeben,
wonach die Prozedur zu Schritt S1 zurückkehrt. Wie in 3(B) dargestellt entspricht dies dem Fall, dass bei
einem sofort eingeleiteten Anhaltevorgang mittelmäßig viel
Spielraum (nämlich
mindestens X1 und höchstens
X2) bis zur Kollision bleibt, weshalb der Fahrer durch ein Warnsignal
der mittleren Dringlichkeitsstufe 2 dazu aufgefordert wird,
sich auf den Abbremsvorgang vorzubereiten.
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Im
Schritt S8 schließlich
wird ein Warnsignal der (untersten) Dringlichkeitsstufe 3 ausgegeben, wonach
die Prozedur zu Schritt S1 zurückkehrt.
Wie in den 3(A) und 3(B) dargestellt
entspricht dies dem Fall, dass bei einem zu diesem Zeitpunkt eingeleiteten
Anhaltevorgang noch genügend
Spielraum (nämlich
mindestens T2 bzw. X2) bis zu einer Kollision bleibt.
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Zusätzlich zu
den Vorteilen der ersten Ausführungsform
hat das Verfahren nach dieser zweiten Ausführungsform den Vorteil, dass
sowohl geschwindigkeitsbasierte Kollisionswarnungen als auch distanzbasierte
Kollisionswarnungen ausgegeben werden können. Ein konkretes Beispiel
für den
Ablauf dieses Verfahren ist, dass der Fahrer sehr zügig in die
Parklücke
fährt,
so dass aufgrund der TTC-Berechnung eine Warnung der Dringlichkeitsstufe 1 ausgegeben
wird, obwohl die tatsächliche
Distanz Xc bis zum Hindernis (das zu diesem Zeitpunkt evtl. noch
nicht von den Hecksensoren erfasst werden kann) noch größer als
die Distanz X2. Aufgrund der Warnung bremst der Fahrer ab, so dass
vom Einparkhilfesystem wieder eine unkritische Distanz angezeigt
wird. Der Fahrer nähert
sich nun mit geringerer Geschwindigkeit dem Hindernis, und wenn
die Distanz zwischen Fahrzeug und Hindernis nur noch X2 oder X1
beträgt,
dann gibt das Einparkhilfesystem dementsprechende Warnsignale der
Dringlichkeitsstufen 2 bzw. 1 aus.
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Im
Verfahren nach der zweiten Ausführungsform
ist es ferner möglich,
das Warnsignal zu variieren (z.B. in seiner Tonhöhe bei einem akustischen Signal),
je nachdem ob das Warnsignal aufgrund eines in diesem Moment (z.B.
von den Hecksensoren) erfassten Hindernis oder aufgrund eines „virtuellen" oder modellbasierten,
also während
der Parklückenvermessung
(z.B. von den Seitensensoren) erfassten Hindernis ausgegeben wird.
Dies ermöglicht
es dem Fahrer zu beurteilen, auf Basis welcher Sensoren ein Warnsignal
ausgegeben wird, und gegebenenfalls, ob das Warnsignal geschwindigkeitsbasiert
oder distanzbasiert ist.