DE102006012289A1

DE102006012289A1 - Verfahren zur vorausschauenden Erkennung der Reibwertänderung eines Straßenbelags

Info

Publication number: DE102006012289A1
Application number: DE200610012289
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. Schwertberger (FH); Andreas Dipl.-Ing. Zimmermann (FH); Elmar Dipl.-Ing. Fünfer (FH)
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-20

Abstract

Verfahren zum Beeinflussen des Fahrassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, in Abhängigkeit von dem Reibwert des von dem Kraftfahrzeug benutzten Fahrbahnbelags. Es wird mindestens ein für den Reibwert des Fahrbahnbelags charakteristischer Parameter ermittelt und in das Fahrassistenzsystem übertragen. Der Fahrbahnbelag wird zur Ermittlung des mindestens einen Parameters im Abstand vor dem Kraftfahrzeug durch eine Sensorik abgetastet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beeinflussen des Fahrassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs insbesondere eines Nutzfahrzeugs in Abhängigkeit von dem Reibwert des von dem Kraftfahrzeug benutzten Fahrbahnbelags, von welchem mindestens ein für seinen Reibwert charakteristischer Parameter ermittelt und in das Fahrassistenzsystem übertragen wird.

Aus der DE 102 59 979 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung eines Straßenzustands während des Fahrbetriebs eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dabei wird der beim Abrollen eines Fahrzeugreifens auf einer Fahrbahn erzeugte Schall erfasst. Mittels eines den Schall beschreibenden Schallpegelsignals wird ein Frequenzsignal ermittelt. Das Frequenzsignal wird durch mindestens eine Grenzfrequenz in mindestens zwei Teilbereiche aufgeteilt. Die Teilbereiche werden jeweils einem zugehörenden Frequenzband zugeordnet. Für mindestens zwei Frequenzbänder wird aus dem zugeordneten Teilbereich des Frequenzsignals jeweils ein Intensitätswert ermittelt. Der Intensitätswert ist für die in einem Frequenzband vorhandene Schallintensität kennzeichnend. Aus zwei Intensitätswerten wird ein Intensitätsverhältnis gebildet, indem der erste Intensitätswert des ersten Frequenzbandes durch einen zweiten Intensitätswert des zweiten Frequenzbandes dividiert wird. Das Intensitätsverhältnis wird zur Ermittlung des Straßenzustands herangezogen.

Das Verfahren hat sich in der Vergangenheit zur Ermittlung des Straßenzustands während des Fahrbetriebs eines Kraftfahrzeugs bewährt. Nachteilig ist jedoch, dass das Verfahren nur auf dem Straßenzustand des Bereiches basiert, auf dem sich das Fahrzeug im Moment der Messung befindet. Es wäre daher wünschenswert, Fahrsicherheitssysteme zu schaffen, die den Straßenzustand des im Abstand vor dem Fahrzeug befindlichen Straßenbelags berücksichtigen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Verfahren zu schaffen, bei dem für die Wirkungsweise des Fahrassistenzsystems zusätzlich Reibwerte des vor dem Fahrzeug angeordneten Straßenbelags berücksichtigt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Fahrbahnbelag zur Ermittlung des mindestens einen Parameters in Abstand vor dem Kraftfahrzeug durch eine Sensorik abgetastet wird. Vorteilhaft ist, dass die aus dem Verfahren zu ziehenden Erkenntnisse über den Reibwert des vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahnbelags den Berechnungen elektronischer Stabilitätsprogramme, Adaptive Cruise Control-Systeme, Lane Gard Systeme oder ähnlichen der Fahrsicherheit des Nutzfahrzeugs dienenden Programmen zugrunde gelegt werden kann. Das Fahrassistenzsystem kann daher z.B. auch ein Bremsassistenzsystem sein. Obwohl dem Fahrer eines modernen Nutzfahrzeugs eine Vielzahl von Fahrerassistenz- und Sicherheitssystemen zur Verfügung stehen, ist er dennoch der Gefahr ausgesetzt, dass sich der Reibwert des vor dem Fahrzeugs angeordneten Fahrbahnbelags derart verschlechtert, dass sich das Kraftfahrzeug mit zu hoher Geschwindigkeit bewegt, um bei einem vor ihm liegenden verschlechterten Fahrbahnbelag rechtszeitig vor einem möglichen Hindernis zum Stehen zu kommen, oder eine Kurve sicher durchfahren zu können. Der Fahrer will vor dem Fahrzeug befindlichen Hindernissen ausweichen und die Geschwindigkeit und das Bremsverhalten eines Bremsassistenzsystems unerwarteten Kurven und wechselnden Fahrbahnbelegen anpassen. Dazu bietet das Verfahren dem Fahrer des Kraftfahrzeug den Vorteil, dass er in Kenntnis des Fahrbahnbelags, dem er sich annähert, seine Fahrgeschwindigkeit so reduzieren kann, dass er auch auf einem Fahrbahnbelag mit schlechterem Reibwert sein Fahrzeug vor einem plötzlichen Hindernis oder einer unterschätzten Kurve sicher zum Stehen bringen kann bzw. dem unerwarteten Fahrbahnverlauf folgen kann. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens zur Beeinflussung des Bremsassistenzsystems liegt darin, dass sich das Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung nach Maßgabe der Erfindung nicht darauf beschränken, den Reibwert des Fahrbahnbelags in dem Bereich zu ermitteln, auf dem sich das Fahrzeug im Moment der Ermittlung gerade befindet. Vielmehr wird in einem Abstand vor dem Fahrzeug mindestens ein Parameter ermittelt, aus dem die Änderung des Reibwerts des Fahrbahnbelags abzuleiten ist. Dem Fahrer soll ermöglicht werden, seine Geschwindigkeit und sein Bremsverhalten an die vor ihm liegenden veränderten Fahrbahnverhältnisse anzupassen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
1 in schematischer Darstellung den Schaltplan für eine Vorrichtung, die die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.
In der Figur ist ein Schalter 1 zu sehen, dem ein Messwert aus einem dem Stand der Technik entsprechenden System zur Ermittlung des Reibwerts, des vom Fahrzeug aktuell befahrenen Fahrbahnbelags über eine Leitung 2 zugeführt wird. Der Schalter 1 erhält über eine Leitung 3 ein weiteres Signal, mit der Information, ob durch das erfindungsgemäße Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung eine Reibwertänderung des vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahnbelags erkannt wurde. Je nachdem ob von dem erfindungsgemäßen Verfahren eine zu erwartenden Reibwertänderung des Fahrbahnbelags erkannt wird, aktiviert der Schalter 1 einen Regler 4 bzw. einen Regler 5. Wird für den Fahrbahnbelag, der sich vor dem Kraftfahrzeug befindet, eine Reibwertänderung erkannt, schaltet der Schalter 1 den Regler 4 zu. Der Regler 5 kann ein Auswerteverfahren sein, das lange Zeitkonstanten zur Glättung des Reibwerts benutzt. Demgegenüber kann der Regler 4 ein Auswerteverfahren sein, das starke Schwankungen innerhalb der Reibwerte erkennt und in der Lage ist, darauf ohne Zeitverlust zu reagieren. Ergibt sich aus dem Verfahren und der dazugehörigen Vorrichtung nach Maßgabe der Erfindung keine Reibwertänderung, so aktiviert der Schalter 1 den Regler 5 mit der Folge, dass der Messwert, der durch die Leitung 2 dem Schalter 1 übermittelt wird, über die Ausgangsleitung 7 unverändert den im Kraftfahrzeug integrierten Fahrerassistenz- und Sicherheitssystemen signalisiert wird. Erhält der Schalter 1 jedoch eine Änderung des Reibwerts signalisiert, wird der Regler 4 aktiviert, der den nachfolgenden Fahrerassistenz- und Sicherheitssystemen (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs zur weiteren Berücksichtigung einen veränderten Reibwert übermittelt. Gleichzeitig wird über eine Leitung 6 der geänderte Reibwert einer Steuerung 8 zugeführt. Die Steuerung 8 sitzt in der Leitung 2, durch die der Schalter 1 den Reibwert des jeweiligen Standorts des Kraftfahrzeugs im Zeitpunkt der Messung übermittelt erhält. Die Steuerung 8 bewirkt in Abhängigkeit der Reibwertänderung des Fahrbahnbereichs eine kontinuierliche Anpassung des für den jeweiligen Standort des Fahrzeugs im Zeitpunkt der Messung ermittelten Reibwerts an den Reibwert, der aus dem/den Parametern des vor dem Fahrzeug liebenden Fahrbahnbelags ermittelbar ist. Der Reibwert auf dem die weiteren im Kraftfahrzeug befindlichen Fahrerassistenz- und Sicherheitssysteme basieren, wird dadurch auf den zu erwartenden Reibwert des in einer festzulegenden Entfernung vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Fahrbahnbelags angenähert. In der Folge können sich der Fahrer und die Fahrerassistenz- bzw. Sicherheitssysteme des Kraftfahrzeugs auf die geänderten Fahrbahnverhältnisse einstellen, noch bevor das Kraft fahrzeug diesen Fahrbahnbereich erreicht. Denkbar ist, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs die zu erwartende Änderung des Reibwerts des Fahrbahnbelags in Form einer optischen und/oder einer akustischen Warnung signalisiert bekommt. Vorstellbar ist, dass die Regler 4 bzw. 5 Filter sind.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der mindestens eine visuell wahrnehmbare Parameter durch eine Sensorik ermittelt werden. Einsetzbar sind z. B. Videokameras, Wärmebildkameras und/oder solche Kameras aus dem Stand der Technik, die in der Lage sind, die Textur und/oder Texturänderungen des Fahrbahnbelags unterscheiden und wahrnehmen zu können. Möglich ist auch, dass die dem Verfahren zugrunde liegende Vorrichtung Reibwertvergleichswerte für Streckenabschnitte und/oder Fahrbahnbeläge speichert. Visuell wahrnehmbare Parameter können z. B. Reflexionen einer auf dem Fahrbahnbelag befindlichen Eisplatte sein, durch ein vorausfahrendes Fahrzeug aufgewirbeltes Regenwasser oder aber erkennbar auf der Fahrbahn befindliche Partikel unterschiedlicher Größe wie z. B. Rollsplitt sein. Denkbar ist auch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung die laufend erhobenen visuellen Parameter als Vergleichswerte für zukünftig befahrene Fahrbahnbeläge speichert.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann als Parameter eine Kontraständerung des Fahrbahnbelags ermittelt werden. Als Kontrast wird in diesem Zusammenhang der Helligkeitsunterschied des Fahrbahnbelags und/oder der näheren Umgebung um die Fahrbahn herum bezeichnet. Ein nasser Fahrbahnbelag weist einen anderen Kontrast auf als eine trockene Fahrbahn, das Gleiche gilt für einen relativ glatten Fahrbahnbelag gegenüber einem relativ rauen Fahrbahnbelag bzw. ein Fahrbahnbelag auf dem sich einzelne Partikel wie z. B. Rollsplitt befinden. Die Änderung des Kontrasts kann beispielsweise auch auf einen zum Fahrbahnrand hin abschüssigen gegenüber einem ebenen Fahrbahnbelag hinweisen. Aus einem geänderten Kontrast kann erfindungsgemäß auf einen unbefestigten Fahrbahnrand gegenüber der ebenen Fahrbahnoberfläche geschlossen werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann als Parameter die Feuchtigkeit des Fahrbahnbelags ermittelt werden. Auf die Änderung des Reibwerts des Fahrbahnbelags kann auch aus anderen physikalischen Größen wie z. B. der Luftfeuchtigkeit oder der Temperatur geschlossen werden. Denkbar ist, dass z. B. aus der Änderung des Kontrasts des Fahrbahnbelags und/oder der Feuchtigkeit auf eine erhöhte Rutschgefahr ge schlossen werden kann, die durch bereichweises Aquaplaning oder eine in einer Spurrille befindliche erhöhte Wassermenge begründet ist.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass als Parameter eine Abweichung von der Homogenität des Fahrbahnbelags ermittelt werden kann. Hierbei ist denkbar, dass dem Verfahren bzw. der zur Ausführung des Verfahrens zur Verfügung stehenden Vorrichtung die Homogenitätsdaten von üblichen Fahrbahnbelägen bzw. der für ein bestimmtes Gebiet gängigen Fahrbahnbeläge zugrunde liegen. Denkbar ist, dass die Vorrichtung in der Lage ist, Vergleichsdaten in Form von kontinuierlich ermittelten Homogenitätsdaten zu speichern.
Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann durch den Algorithmus der Ermittlung ein Einfluss der Textur außerhalb der Fahrbahn kompensiert werden. Eine Verfälschung der in Bezug auf den Fahrbahnbelag ermittelten Daten durch Einflüsse, die aus Umständen aus der unmittelbaren Umgebung des Fahrbahnbelags herrühren, können somit ausgeschlossen bzw. ausgeglichen werden.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine bildwiedergebende Sensorik an der Front des Kraftfahrzeugs angeordnet sein, die einen Bereich des Straßenbelags in Abstand vor dem Kraftfahrzeug erfasst.

1: Schalter
2: Leitung
3: Leitung
4: Regler
5: Regler
6: Leitung
7: Ausgangsleitung
8: Steuerung

Claims

Verfahren zum Beeinflussen des Fahrassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, in Abhängigkeit von dem Reibwert des von dem Kraftfahrzeug benutzten Fahrbahnbelags, von welchem mindestens ein für seinen Reibwert charakteristischer Parameter ermittelt und in das Fahrassistenzsystem übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrbahnbelag zur Ermittlung des mindestens einen Parameters in Abstand vor dem Kraftfahrzeug durch eine Sensorik abgetastet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein visuell wahrnehmbarer Parameter durch die Sensorik ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter eine Kontraständerung des Fahrbahnbelags ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter die Feuchtigkeit des Fahrbahnbelags ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter eine Abweichung von der Homogenität des Fahrbahnbelags ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Algorithmus der Ermittlung ein Einfluss der Textur außerhalb der Fahrbahn kompensiert wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Front des Kraftfahrzeug eine bildwiedergebende Sensorik angeordnet ist, die einen Bereich des Fahrbahnbelags in Abstand vor dem Kraftfahrzeug erfasst.