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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Kollisionsüberwachung nach
den Merkmalen der Ansprüche
1 und 6.
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Aus
der
DE 102 21 339
A1 ist ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug bekannt, das
Mittel zur Bestimmung einer ersten Position eines Hindernisses mit
Bezug auf das Fahrzeug aufweist, solange das Fahrzeug einen Mindestabstand
zu dem Hindernis hat. Das Fahrerassistenzsystem weist ebenfalls Mittel
auf zur Bestimmung einer zweiten Position des Hindernisses bei Unterschreitung
des Mindestabstands, basierend auf einer Weg- und Lenkwinkelmessung.
Das System hat sich in der Vergangenheit als Fahrerassistenzsystem
insbesondere als Einparkhilfe oder so genannter Parkpilot bewährt, bei dem
eine Messung des Abstands eines Hindernisses zu dem Fahrzeug erfolgt.
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In
der
DE 103 46 887
A1 wird eine Vorrichtung mit einer elektronischen Einparkhilfe
offenbart, welche Abstandssensoren zur Erfassung eines Abstands
zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis aufweist. Die Vorrichtung
weist darüber
hinaus eine Elektronik zur Auswertung von Daten der Abstandssensoren
auf. Die elektronische Einparkhilfe umfasst erste Mittel zur Erfassung
eines Abstandsänderungssignals
zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis.
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Wünschenswert
wäre jedoch
ein Fahrerassistenzsystem zur Kollisionsüberwachung, das nur in dem
Moment ein Kollisionswarnsignal an den Fahrer auslöst, indem
auch die Absicht besteht, das Fahrzeug in Bewegung zu setzen. Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Kollisionsüberwachung
bereitzustellen, das/die bei Stillstand des Fahrzeugs für den Fahrer
nicht notwendige Warnsignale unterdrückt damit sich der Fahrer auf
diejenigen Kollisionssituationen konzentrieren kann, die bei Ermittlung
des Ist-Zustands als Referenzzustands noch nicht erfasst sind.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch, die
Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 bzw. des Vorrichtungsanspruchs
6 gelöst.
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Der
Hauptvorteil des Verfahrens zur Kollisionsüberwachung und der Vorrichtung
zur Ausführung
des Verfahrens liegt darin, dass dem System kein fest vorgegebener
Referenzzustand zugrunde liegt. Vielmehr wird bei jedem wie auch
immer begründeten
Stillstand der Räder
des Fahrzeugs der Ist-Zustand des Bereichs vor und/oder seitlich
des Fahrerhauses erfasst. Der Bereich kann variabel definiert werden
und einen in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegenden Abschnitt
wie auch einen rückwärtigen Abschnitt
hinter dem Heck des Fahrzeugs betreffen oder aber einen Abschnitt
zwischen einem Zugfahrzeug und einem angekoppelten Anhänger betreffen.
Ein Signal wird nur dann ausgelöst,
wenn sich die durch Erfassung des Ist-Zustands und als Referenzzustand
gespeicherten im Bereich liegenden Distanzen gegenüber dem
Fahrzeug verringern. Wenn sich dabei keine Objekte im Bereich befinden, wird
als Bereich zur Erfassung des Referenzzustands ein maximaler Bereich
mit einem vorbestimmten Abstand zum Fahrzeug gewählt. Befinden sich Objekte
innerhalb der Grenzen des maximalen Bereichs, so ersetzt bei der
Erfassung des Ist-Zustands für
die Speicherung als Referenzzustand der Abstand vom Fahrzeug zum
Objekt den entsprechenden Abstand des Fahrzeugs zum maximalen Außenumfang
des Bereichs. Bei Verringerung des als Referenzzustand erfassten
Abstands erfolgt ein Vorsignal. Tritt gegenüber dem gespeicherten Referenzzustand
ein weiteres Objekt in den im Ist-Zustand erfassten Bereich, so
erfolgt auch ein Vorsignal an den Fahrer. Kein Signal erfolgt jedoch
bei denjenigen Objekten, deren Abstände zum Fahrzeug bei der Erfassung
des Referenzzustands mit gespeichert werden, deren Abstände zum
Fahrzeug sich aber während des
Stillstands des Fahrzeugs nicht verringern. Für den Fall, dass das Fahrzeug
zum Stillstand kommt und sich im von den Ultraschallsensoren erfassten Bereich
keine Objekte befinden, ist es vorstellbar, dass das Kollisionsüberwachungssystem
als Referenzzustand einen vordefinierten Abstand wählt. Dieser
vordefinierte Abstand ist variabel und kann beispielsweise ein Abstand
von 2 Metern sein. Als Objekte sind Lebewesen bzw. jede beliebige
Gegenstand denkbar. Vorteilhaft ist darüber hinaus, dass das erfindungsgemäße Verfahren
sowie die dazugehörige
Vorrichtung im Ist-Zustand
ein oder mehrere Objekte erfassen können.
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Vorstellbar
ist ebenso, dass die Verringerung des im Ist-Zustand ermittelten
mindestens einen Abstands durch das Kraftfahrzeug oder durch ein
Objekt bewirkt wird. Das mindestens eine Objekt kann dabei bereits
im Zeitpunkt der Erfassung des Ist-Zustands in dem erfassten Bereich
angeordnet sein. Ein Vorsignal und/oder ein weiteres Signal wird
aber auch dann ausgelöst,
wenn der Abstand zu dem mindestens einen, im Zeitpunkt der Erfassung
des Ist-Zustands
bereits im Bereich vorhandenen Objekt dadurch verringert wird, dass
der Bereich zwischen am Fahrzeug angeordneten Ultraschallsensor
und dem im Ist-Zustand erfassten Objekt von einem weiteren Objekt
geschnitten wird, das bei der Erfassung des Ist-Zustands des Bereichs
noch keine Berücksichtigung
gefunden hat. Im Folgenden wird in diesem Zusammenhang nur noch
von Abstand zwischen dem Fahrzeug und Objekt gesprochen. Weiterhin
denkbar ist, dass bei Stillstand des Fahrzeugs von den Ultraschallsensoren
erfassten Bereich kein Objekt angeordnet ist. Ein Vor- und/oder
weiteres Signal an den Fahrer wird jedoch auch in diesem Fall ausgelöst, wenn
der für
diesen Ist-Zustand angenommene fiktive Bereich durch ein Objekt
verletzt wird, das bei Ermittlung des Ist-Zustands bei Stillstand
des Fahrzeugs im Bereich noch nicht zu berücksichtigen war. Als definierte
Zeitspanne ist jeder beliebige Zeitraum wählbar. Beispielhaft kann von
einer definierten Zeitspanne von ca. 2 Sekunden ausgegangen werden. Das
Verfahren sowie die zugehörige
Vorrichtung erweist sich auch deshalb als überaus vorteilhaft, da für den Fahrer
nicht plausible Messergebnisse wie etwa aus dem Nichts auftauchende
und das Kraftfahrzeug in sehr naher Entfernung passierende Objekte
wie z. B. Vögel
keine Vorsignale und/oder weitere Signale auslösen. Als sehr vorteilhaft erweist
sich das erfindungsgemäße Verfahren
bzw. die dazugehörige
Vorrichtung auch dadurch, dass die Auslösung des Vor- und/oder des
weiteren Signals von einem für
das System erkennbaren Anfahrwunsch des Fahrers abhängig sein
kann. Der Anfahrwunsch ist dabei für das System beispielsweise
an der Stellung des Brems- und/oder Gaspedals erkennbar. Alternativ
lässt sich der
Anfahrwunsch auch an der Stellung des Kupplungspedals und/oder der
gewählten
Stellung des Antriebsstrangs eines manuellen oder automatischen
Getriebes erkennen. Hierdurch wird erreicht, dass der Fahrer nicht
von einer kontinuierlichen Flut von Vor- und/oder weiteren Signalen überfordert
und abgestumpft wird, sondern das jeweilige Signal nur dann erfolgt,
wenn für
das System erkennbar, der Anfahrwunsch des Fahrers vorliegt.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt auch darin
begründet,
dass das Vorsignal und das weitere Signal an den Fahrer nach einer
vorbestimmten Zeitspanne deaktiviert und erneut aktiviert werden
kann, sofern das das Vor- und/oder weitere Signal auslösende Objekt
noch vorhanden ist. Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der Ist-Zustand im Moment jedes wie auch immer begründeten Stillstands
des Fahrzeugs für den
Bereich ermittelt. Die Ermittlung ist dabei unabhängig von
der Häufigkeit
und/oder der Dauer des Stillstands des Fahrzeugs sowie von der Häufigkeit und/oder
Dauer der Perioden, die nicht vom Stillstand des Fahrzeugs geprägt sind.
Vorteilhaft ist, dass das Vorsignal und/oder das weitere Signal
nach Auslösung
gegenüber
dem Fahrer nach einer beliebig wählbaren
Zeitspanne durch eine Steuereinheit deaktiviert werden kann. Alternativ
ist denkbar, dass z. B. bei, für
das System erkennbarem Anfahrwunsch des Fahrers das Vorsignal und/oder
das weitere Signal dann wieder aktiviert wird, wenn das das jeweilige Signal
auslösende
Objekt im Zeitpunkt des Vorliegens des Anfahrwunsches seitens des
Fahrers noch im Bereich vorhanden ist.
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Eine
exakte Erfassung des Abstands des mindestens einen Objekts im Bereich
ist durch Sensoren möglich,
wobei je nach Einsatzzweck Ultraschall-, Lidar-, Radar- oder andere
geeignete Sensoren zum Einsatz kommen. Die Anzahl und/oder die Position
der Sensoren sind je nach Einsatzzweck und Verwendung beliebig am
Fahrzeug wählbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren
sowie die dazugehörige Vorrichtung
nutzen z. B. mindestens einen Ultraschallsensor, um den Fahrer beim
Anfahren zu warnen, wenn mindestens ein Abstand kleiner ist, als
der als Referenzzustand gespeicherte Abstand.
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In
vorteilhafter Weise kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein kurzzeitiger
Sichtverlust der Ultraschallsensoren zum Objekt durch Objektverfolgungsalgorithmen
kompensiert werden. Denkbar ist der Einsatz von mehreren Ultraschallsensoren,
deren jeweilige Detektionsbereiche einander überlappen. Die Objektverfolgung
ist auch durch Positionsbestimmung mittels Triangulation durchführbar, wobei
die Messung des Abstandes der Ultraschallsensoren des Fahrzeugs
zum Objekt von zwei verschiedenen Positionen, also zwei unterschiedlichen
Ultraschallsensoren her erfolgt.
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Es
ist weiterhin denkbar, dass das Vorsignal und/oder das weitere Signal
ein akustisches Signal und/oder ein optisches Signal ist. Wahlweise
kann z. B. als Vorsignal ein optisches Signal und als weiteres Signal
ein akustisches Signal oder die Kombination aus einem akustischen
und einem optischen Signal gewählt
werden. Die Intensität,
Dauer und Kombination der Signalisierungsalternativen sind beliebig wählbar. Ein
optisches Signal ist z. B. in ein Instrument im Armaturenbrett des
Fahrzeugs integrierbar. Denkbar ist auch, das optische Signal im
Blickfeld des Fahrers in die Windschutzscheibe oder in die Spiegelscheibe
eines Außenspiegels
zu integrieren. Das akustische Signal kann nach einer bestimmten vorgewählten Einschaltzeit
durch die Steuereinheit deaktiviert und nach einer vorzuwählenden
Ausschaltzeit erneut aktiviert werden, sofern das Objekt als Ursache
für das
Signal noch im Bereich vorhanden ist.
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Die
Steuereinheit steuert die Ultraschallsensoren an, wertet die empfangenen
Messsignale der Ultraschallsensoren aus und löst gegebenenfalls das Vorsignal
und/oder das weitere Signal aus.
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Nach
Maßgabe
der Erfindung kann in der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens die Steuereinheit
mit der Pedalstellung gekoppelt sein. Vorstellbar ist jedoch auch,
dass die Steuereinheit mit dem Antriebsstrang gekoppelt ist. Hierdurch
wird erreicht, dass die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Kollisionsüberwachung
ohne Zeitverzug mit Ermittlung des in dem Bereich gegebenen Ist-Zustand
bei Verringerung des im Ist-Zustand ermittelten mindestens einen
Abstands ein Vorsignal und/oder ein weiteres Signal an den Fahrer
auslösen kann.
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Nach
Maßgabe
der Erfindung ist darüber
hinaus vorstellbar, dass die Ultraschallsensoren mit der Steuereinheit
kombiniert sein können.
Die Aktivierung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Kollisionsüberwachung
ist vom Vorliegen des Anfahrwunsches des Fahrers des Fahrzeugs abhängig, da
die Steuereinheit erfindungsgemäß den Anfahrwunsch
des Fahrers erkennt. Die Datenübertragung
von und zur Steuereinheit erfolgt vorzugsweise über CAN Bus.
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Es
erweist sich als überaus
vorteilhaft, dass die Steuereinheit mit einer an sich bekannten
Einparkeinrichtung kombiniert werden kann. Denkbar ist jedoch auch
die Kombination mit anderen Fahrassistenz- und Sicherheitssystemen
wie z. B. dem Adaptiv Cruise Control System (ACC), Lane Guard Systems (LGS)
oder ähnlichen.
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Die
Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann Ultraschallsensoren aufweisen, die eine annähernd elipsuide Abstrahlcharakteristik
aufweisen.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
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1 in
schematisierter Darstellung ein Fahrzeug mit durch Ultraschallsensoren
erfasstem Bereich und darin befindliche Objekten und
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2 ein
Ablaufdiagramm für
das Verfahren zur Kollisionsüberwachung.
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1 zeigt
ein Fahrzeug 1 mit am Fahrerhaus 9 in Fahrtrichtung 8 vorne
und seitlich angeordneten Ultraschallsensoren 4. Im Beispiel
der 1 sind nur die in Fahrtrichtung 8 vorne
und rechts angeordneten Ultraschallsensoren 4 aktiviert.
Denkbar ist, die Aktivierung der Ultraschallsensoren 4 z.
B. von der Stellung der lenkbaren Räder des Fahrzeugs 1 abhängig zu
machen. Die Ultraschallsensoren 4 vermessen den Bereich 2,
der sich durch die Detektionsbereiche 7 der einzelnen aktivierten
Ultraschallsensoren 4 bestimmt. Der Umfang des Bereichs 2 wird
in der 1 durch eine durchgezogene Linie bestimmt. Die
Detektionsbereiche 7 werden innerhalb des Bereichs 2 durch
gestrichelte Linien dargestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist erkennbar, dass sich die Detektionsbereiche 7 überlappen.
Die Ultraschallsensoren 4 vermessen den Bereich 2 wodurch der
Abstand 6 zwischen den Ultraschallsensoren 4 und
den im Bereich 2 angeordneten Objekten 3 ermittelt
wird. Im Ausführungsbeispiel
sind im Bereich 2 bei Ermittlung des Ist-Zustands zwei
Objekte 3 angeordnet. Der Abstand dieser Objekte 3 zum
Fahrzeug 1 wird jeweils durch die Bezugsziffer 6 dargestellt.
Die im Zeitpunkt des Stillstands im Bereich 2 ermittelten
Objekte 3 werden von den Ultraschallsensoren 4 an
die im Fahrzeug 1 angeordnete Steuereinheit 5 gemeldet
und von dieser als Referenzzustand gespeichert. Mit Bezugsziffer 10 ist
ein außerhalb des
Bereichs 2 angeordnetes weiteres Objekt dargestellt, das
eine Bewegungsrichtung 11 aufweist. Das weitere Objekt 10 ist
bei der Erfassung des Ist-Zustands im Bereich 2 noch nicht
erfasst. Folgt das weitere Objekt 10 der Bewegungsrichtung 11,
wird durch die Steuereinheit 5 an den Fahrer ein Vorsignal
ausgelöst,
sobald das Objekt 10 in den Bereich 2 eindringt.
Wenn sich bei Eindringen des Objekts 10 in den Bereich 2 aus
der Pedalstellung und/oder aus dem Zustand des Antriebsstrangs und/oder
aus dem Zustand der Bremseinrichtung des Fahrzeugs 1 für die Steuereinheit 5 der
Anfahrwunsch des Fahrers des Fahrzeugs 1 ergibt, löst die Steuereinheit 5 an diesen
ein weiteres Signal aus. Das in Fahrtrichtung 8 des Fahrzeugs 1 gesehen
rechts angeordnete Objekt 3 verringert in der 1 von
sich aus den Abstand 6 zum Fahrzeug 1, wodurch
in gleicher Weise das Vorsignal und/oder das weitere Signal an den Fahrer
ausgelöst
werden.
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In 2 ist
ein Ablaufdiagramm dargestellt, das das erfindungsgemäße Verfahren
mit seinen einzelnen Schritten darstellt. In einem ersten Schritt
wird geprüft,
ob das Fahrzeug 1 im Stillstand begriffen ist. Ist dies
der Fall, ermitteln die Ultraschallsensoren 4 den in dem
Bereich 2 gegebenen Ist-Zustand. Dabei wird der Bereich 2 während eines
vordefinierten Zeitraums durch die Ultraschallsensoren 4 vermessen und
der Abstand 6 des Fahrzeugs 1 zu dem maximalen
Außenumfang
des Bereichs bzw. zu dem/den im Bereich 2 angeordneten
Objekten ermittelt. Der ermittelte Ist-Zustand wird durch die Steuereinheit 5 als Referenzzustand
gespeichert. Befindet sich das Fahrzeug 1 nicht im Stillstand,
löscht
die Steuereinheit 5 nach einem beliebig wählbaren
Zeitraum die Daten des zuletzt erhobenen Ist-Zustands. Denkbar ist
jedoch auch, dass die als Referenzzustand gespeicherten Ist-Zustandsdaten
nicht nach einer vorgegebenen Zeitspanne gelöscht werden, sondern im Zeitpunkt
des nächstfolgenden
Stillstands des Fahrzeugs 1 durch die Daten des neu zu
erhebenden und als neuer Referenzzustand zu erfassenden Ist-Zustands überschrieben
werden. Im nächstfolgenden Schritt
erfolgt in der Steuereinheit 5 die Abfrage, ob die definierte
Zeitspanne (Beobachtungszeit) abgelaufen ist. Ist dies nicht der
Fall, wird geprüft,
ob das Fahrzeug sich noch im Stillstand befindet. Nach Ablauf der
definierten Zeitspanne und bevor die Steuereinheit 5 den
nächsten
Anfahrwunsch seitens des Fahrers des Fahrzeugs 1 registriert
oder bevor sich das Fahrzeug 1 gewollt oder ungewollt in
Bewegung setzt, fragt die Steuereinheit 5 laufend ab, ob
sich mindestens ein Abstand innerhalb des Bereichs gegenüber dem
Referenzzustand verringert hat. Ist dies der Fall, wird ein Vorsignal
ausgelöst.
Ist darüber
hinaus entsprechend des Anspruchs 1 ein Anfahrwunsch seitens des
Fahrers erkennbar, oder setzt sich das Fahrzeug in Fahrtrichtung 8 in
Bewegung, wird dann ein weiteres Signal ausgelöst, wenn sich mindestens ein
Abstand gegenüber
dem Referenzzustand verringert hat. Ist dies nicht der Fall, erfolgt kein
weiteres Signal.
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Bereich
- 3
- Objekt
- 4
- Ultraschallsensor
- 5
- Steuereinheit
- 6
- Abstand
- 7
- Detektionsbereich
- 8
- Fahrtrichtung
- 9
- Fahrerhaus
- 10
- weiteres
Objekt
- 11
- Bewegungsrichtung
des weiteren Objekts