DE102005050576B4

DE102005050576B4 - Einparkhilfesystem und Einparkhilfeverfahren

Info

Publication number: DE102005050576B4
Application number: DE102005050576.7A
Authority: DE
Inventors: Dirk Schmid; Marcus Schneider; Wei-Chia Lee; Gunther Schaaf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2025-10-22
Also published as: US7786896B2; DE102005050576A1; US20070146164A1

Abstract

Einparkhilfesystem eines Fahrzeugs (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zur Ausgabe von Einparkhinweisen,- mit einer Sensoreinrichtung (8,9), die eine Parklückenvermessung anhand von Parklückenbegrenzungen (24) durchführt und die abhängig von der Parklückenvermessung Parklückeninformationen erzeugt;- mit einer programmgesteuerten Einrichtung (11), die anhand der erzeugten Parklückeninformationen eine vom Fahrzeug für den Einparkvorgang zu durchlaufende Fahrtrajektorie (25) berechnet und die dazu eingerichtet ist, sowohl aus den erzeugten Parklückeninformationen als auch aus der berechneten Fahrtrajektorie (25) eine Kollisionszeitdauer (TTC) und/oder eine Kollisionsdistanz (Xc), innerhalb der und/oder denen das Fahrzeug (1) mit einer der Parklückenbegrenzungen (24) voraussichtlich kollidieren wird, zu berechnen; und- mit einem Warnsignalgeber (12, 13), der zur Erzeugung eines Warnsignals eingerichtet ist, falls die berechnete Kollisionszeitdauer (TTC) kleiner ist als ein erster Grenzwert und/oder die berechnete Kollisionsdistanz (Xc) kleiner ist als ein zweiter Grenzwert, dadurch gekennzeichnet, dass die programmgesteuerte Einrichtung (11) eine Vergleichseinrichtung aufweist, die die erzeugten Parklückeninformationen mit den von der Sensoreinrichtung (3, 5) zur Messung des tatsächlichen Abstandes vom Fahrzeug (1) zu einer Parklückenbegrenzung gemessenen Informationen vergleicht und abhängig davon ein Vergleichssignal ausgibt, welches anzeigt, ob die Sensoreinrichtung (3, 5) zur Messung des tatsächlichen Abstandes zu einer Parklückenbegrenzung aktiv ist oder inaktiv ist, und dass ein Statussignalgeber (12, 13) vorgesehen ist, der ein Sensorstatussignal ausgibt, falls das von der Vergleichseinrichtung ausgegebene Signal anzeigt, dass die Sensoreinrichtung (3, 5) nicht aktiv ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einparkhilfesystem und ein Einparkhilfeverfahren zur Ausgabe von Einparkhinweisen an einen Fahrer eines Fahrzeugs.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Aus der DE 10331235 A1 ist eine Fahrhilfsvorrichtung insbesondere zum Einparken eines Fahrzeugs mit einer Ausgabeeinheit zur Ausgabe von Fahrhinweisen bekannt, bei der dem Fahrer mit den Fahrhinweisen ein Fahrbereich zwischen zwei Trajektorien angegeben wird, innerhalb dem der Fahrer einen Weg in die Parklücke frei wählen kann.
Aus der DE 10238525 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Längsführung eines Kraftfahrzeugs während eines Einparkvorgangs bekannt, bei dem Umfelderfassungssensoren vorgesehen sind, die den Abstand und die relative Position von parkraumbegrenzenden Objekten erfassen, wobei an den Fahrzeugrädern mindestens zwei Drehzahlfühler vorgesehen sind, die den zurückgelegten Weg der Räder erfassen. Mit einem Bedienelement leitet der Fahrer den Parkvorgang ein, wobei ein leistungsbestimmendes Stellelement eines Antriebsaggregats sowie die Verzögerungseinrichtungen des Fahrzeugs in Abhängigkeit des Abstands und der relativen Position des erkannten parkraumbegrenzenden Objekts sowie der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit ansteuert.
Vorteile der Erfindung
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.

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.

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.
Dabei ist es erfindungsgemäß, 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 vorgesehen, 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.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Erfindungsgegenstandes.
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.
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.
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.
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.

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 erzeugen, dessen Dringlichkeitsstufe sich danach richtet ob die programmgesteuerten Einrichtung die ermittelte Kollisionszeitdauer oder die ermittelte Kollisionsdistanz als kritischer erachtet.
Dies hat den Vorteil, dass sowohl geschwindigkeitsbasierte Kollisionswarnungen als auch distanzbasierte Kollisionswarnungen ausgegeben werden können.
Die Sensoreinrichtung zur Durchführung einer Parklückenvermessung umfasst typischerweise Nahbereichsensoren, insbesondere Ultraschallsensoren, für eine Messung des seitlichen Abstandes des Fahrzeugs zur Parklückenbegrenzung.
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.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:

1 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs mit einem Einparkhilfesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 einen Einparkvorgang unter Ausnutzung des Einparkhilfesystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3(A) und 3(B) Diagramme, welche darstellen auf welche Weise das Einparkhilfesystem nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform den Warnlevel bestimmt.
4 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren nach einer ersten e rfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
5 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente - sofern nichts Anderes angegeben ist - mit gleichen Bezugszeichen versehen worden.
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einem Einparkhilfesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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.
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.
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.
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.
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 21, 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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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 zurückkehrt. 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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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 XI, 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.
Ist in Schritt S4' die Kollisionsdistanz Xc größer als die vorbestimmte Distanz XI, dann springt die Prozedur zu Schritt S6, in dem der oben beschriebene Vergleich zwischen Kollisionszeit TTC und Anhaltezeit Ta durchgeführt wird.
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 XI, 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.
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.
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.
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.

Claims

Einparkhilfesystem eines Fahrzeugs (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zur Ausgabe von Einparkhinweisen, - mit einer Sensoreinrichtung (8,9), die eine Parklückenvermessung anhand von Parklückenbegrenzungen (24) durchführt und die abhängig von der Parklückenvermessung Parklückeninformationen erzeugt; - mit einer programmgesteuerten Einrichtung (11), die anhand der erzeugten Parklückeninformationen eine vom Fahrzeug für den Einparkvorgang zu durchlaufende Fahrtrajektorie (25) berechnet und die dazu eingerichtet ist, sowohl aus den erzeugten Parklückeninformationen als auch aus der berechneten Fahrtrajektorie (25) eine Kollisionszeitdauer (TTC) und/oder eine Kollisionsdistanz (Xc), innerhalb der und/oder denen das Fahrzeug (1) mit einer der Parklückenbegrenzungen (24) voraussichtlich kollidieren wird, zu berechnen; und - mit einem Warnsignalgeber (12, 13), der zur Erzeugung eines Warnsignals eingerichtet ist, falls die berechnete Kollisionszeitdauer (TTC) kleiner ist als ein erster Grenzwert und/oder die berechnete Kollisionsdistanz (Xc) kleiner ist als ein zweiter Grenzwert, dadurch gekennzeichnet, dass die programmgesteuerte Einrichtung (11) eine Vergleichseinrichtung aufweist, die die erzeugten Parklückeninformationen mit den von der Sensoreinrichtung (3, 5) zur Messung des tatsächlichen Abstandes vom Fahrzeug (1) zu einer Parklückenbegrenzung gemessenen Informationen vergleicht und abhängig davon ein Vergleichssignal ausgibt, welches anzeigt, ob die Sensoreinrichtung (3, 5) zur Messung des tatsächlichen Abstandes zu einer Parklückenbegrenzung aktiv ist oder inaktiv ist, und dass ein Statussignalgeber (12, 13) vorgesehen ist, der ein Sensorstatussignal ausgibt, falls das von der Vergleichseinrichtung ausgegebene Signal anzeigt, dass die Sensoreinrichtung (3, 5) nicht aktiv ist.
Einparkhilfesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinrichtung (18) vorgesehen ist, in der die von der Sensoreinrichtung (8,9) erzeugten Parklückeninformationen speicherbar sind.
Einparkhilfesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der programmgesteuerten Einrichtung (11) gekoppelter Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor (15) vorgesehen ist, der die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit (v) des Fahrzeugs (1) misst und ein der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit (v) entsprechendes Fahrzeuggeschwindigkeitssignal ausgibt, und dass die programmgesteuerten Einrichtung (11) zur Berechnung der Kollisionszeitdauer (TTC) zusätzlich das vom Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor (15) ausgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitssignal berücksichtigt.
Einparkhilfesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Warnsignalgeber (12, 13) eine Anzeige (12), welche ein optisches Warnsignal mit mindestens zwei Dringlichkeitsstufen ausgibt, und/oder einen Lautsprecher (13), welcher ein akustisches Warnsignal mit mindestens zwei Dringlichkeitsstufen ausgibt, enthält.
Einparkhilfesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die programmgesteuerten Einrichtung (11) enthält: - eine erste Berechungseinrichtung, die anhand der von der Sensoreinrichtung (8,9) zur Durchführung einer Parklückenvermessung erzeugten Parklückeninformationen die Kollisionszeitdauer (TTC) berechnet; - eine zweite Berechnungseinrichtung, die anhand des von der Sensoreinrichtung (3, 5) zur Messung des tatsächlichen Abstandes zur Parklückenbegrenzung gemessenen Abstandes die Kollisionsdistanz (Xc) berechnet; und - eine Evaluierungseinrichtung, die die Kollisionszeitdauer (TTC) und die Kollisionsdistanz (Xc) evaluiert und ein der Kollisionszeitdauer (TTC) und der Kollisionsdistanz (Xc) entsprechendes Dringlichkeitssignal ausgibt, welches die entsprechende Dringlichkeitsstufe aufweist.
Einparkhilfesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (8,9) Nahbereichsensoren, insbesondere Ultraschallsensoren, für eine Messung des seitlichen Abstandes des Fahrzeugs (1) zur Parklückenbegrenzung enthält.
Einparkhilfesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die programmgesteuerte Einrichtung (11) eine Grenzwertbestimmungseinrichtung enthält, die den ersten Grenzwert unter Berücksichtigung einer Reaktionszeit (Tr) des Fahrers und einer geschwindigkeitsabhängigen Anhaltezeit (TB) bestimmt.
Einparkhilfeverfahren zur Ausgabe von Einparkhinweisen für ein Fahrzeugs (1), insbesondere unter Verwendung eines Einparkhilfesystems nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit den Schritten: (a) Vermessen einer Parklücke anhand von Parklückenbegrenzungen (24) und Erzeugen von Parklückeninformationen abhängig von der Parklückenvermessung; (b) Berechnen einer vom Fahrzeug (1) für den Einparkvorgang zu durchlaufende Fahrtrajektorie (25) anhand der erzeugten Parklückeninformationen; (c) Berechnen einer Kollisionszeitdauer (TTC) oder eine Kollisionsdistanz (Xc) aus den Parklückeninformationen sowie der berechneten Fahrtrajektorie (25); und (d) Ausgeben eines Warnsignals, falls die berechnete Zeitdauer (TTC) kleiner ist als ein erster Grenzwert und/oder die berechnete Kollisionsdistanz (Xc) kleiner ist als ein zweiter Grenzwert, dadurch gekennzeichnet, dass die programmgesteuerte Einrichtung (11) eine Vergleichseinrichtung aufweist, die die erzeugten Parklückeninformationen mit den von der Sensoreinrichtung (3, 5) zur Messung des tatsächlichen Abstandes vom Fahrzeug (1) zu einer Parklückenbegrenzung gemessenen Informationen vergleicht und abhängig davon ein Vergleichssignal ausgibt, welches anzeigt, ob die Sensoreinrichtung (3, 5) zur Messung des tatsächlichen Abstandes zu einer Parklückenbegrenzung aktiv ist oder inaktiv ist, und dass ein Statussignalgeber (12, 13) vorgesehen ist, der ein Sensorstatussignal ausgibt, falls das von der Vergleichseinrichtung ausgegebene Signal anzeigt, dass die Sensoreinrichtung (3, 5) nicht aktiv ist.