DE102009058034A1 - Verfahren zum Betrieb eines Kollisionsvermeidungssystems für ein Fahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Betrieb eines Kollisionsvermeidungssystems für ein Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betrieb eines Kollisionsvermeidungssystems für ein Fahrzeug (101), das eine Umgebungserfassungseinrichtung mit Sensoren zur Erfassung von Objekten (102, 103) und zur Ermittlung von verfügbaren Freiräumen in der Umgebung des Fahrzeugs (101) umfasst, und das weiterhin eine Einrichtung zur Ausgabe von außerhalb des Fahrzeugs (101) wahrnehmbaren Warnsignalen in Abhängigkeit der ermittelten verfügbaren Freiräume umfasst, wobei die Warnsignale in einem bei abgestelltem Fahrzeug (101) aktivierbaren Überwachungsmodus des Kollisionsvermeidungssystems ausgegeben werden. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass im Überwachungsmodus nur Sensoren der Umgebungserfassungseinrichtung aktiv sind, mittels denen ein verfügbarer Freiraum einer vorgebbaren Größe erfasst wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Reduzierung des Strombedarfs des Kollisionsvermeidungssystems im Überwachungsmodus.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kollisionsvermeidungssystems für ein Fahrzeug, das eine Umgebungserfassungseinrichtung mit Sensoren zur Erfassung von Objekten und zur Ermittlung von verfügbaren Freiräumen in der Umgebung des Fahrzeugs umfasst, und das weiterhin eine Einrichtung zur Ausgabe von außerhalb des Fahrzeugs wahrnehmbaren Warnsignalen in Abhängigkeit der ermittelten verfügbaren Freiräume umfasst, wobei die Warnsignale in einem bei abgestelltem Fahrzeug aktivierbaren Überwachungsmodus des Kollisionsvermeidungssystems ausgegeben werden.
  • Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der US 5173881 bekannt, die ein Kollisionsvermeidungssystem für ein Fahrzeug offenbart, das mit mehreren an der Fahrzeugkarosserie angebrachten Abstandssensoren die Umgebung des Fahrzeugs abtastet, um Objekte aus dem Nahbereich des Fahrzeugs zu detektieren und um deren Abstand zum Fahrzeug zu ermitteln, und das in Abhängigkeit des ermittelten Abstands ein Warnsignal an den Fahrer abgibt. Bei abgestelltem Fahrzeug kann das Kollisionsvermeidungssystem in einen Überwachungsmodus geschaltet werden, in dem die Umgebung weiterhin von den Abstandssensoren abgetastet wird, und in dem ein akustische und/oder optische Warnsignale nach außen abgegeben wird, wenn ein sich dem abgestellten Fahrzeug näherndes Fremdfahrzeug erkannt wird. Hierdurch soll der Fahrer des Fremdfahrzeugs vor einer drohenden Kollision gewarnt werden. Die Ausgabe der Warnsignale erfolgt dabei über eine Hupe oder Sirene des Fahrzeugs bzw. über eine am Fahrzeug vorhandene Lichtanlage oder eine Zusatzleuchte. Nachteilig ist hierbei, dass auch Fußgänger, spielende Kinder oder Tiere eine Warnung auslösen können.
  • Dieser Nachteil wird durch ein Verfahren, das in der Offenlegungsschrift DE 10 2007 005 531 A1 offenbart ist, gemindert. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass im Überwachungsmodus eine Wiederholung der Ausgabe der Warnsignale erst nach Ablauf einer vorgebbaren Zeitdauer zugelassen wird. D. h. nach dem Auslösen der Ausgabe der Warnsignale wird ein erneutes Auslösen für die vorgebbare Zeitdauer gesperrt. Dadurch wird erreicht, dass die Fahrzeugbatterie geschont wird und dass Fußgänger oder spielende Kinder das Kollisionsvermeidungssystem allenfalls in geringem Umfang für Spielchen missbrauchen können.
  • Im Stand der Technik sind somit Kollisionsvermeidungssysteme bekannt, die bei einem abgestellten Fahrzeug, bspw. bei einem geparkten Fahrzeug mit ausgeschalteter Zündung, mittels Sensoren die Umgebung abtasten und Warnsignale ausgeben sobald sich ein Verkehrsteilnehmer oder allgemein ein Objekt dem Fahrzeug bis auf einen Mindestabstand nähert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das eine Reduzierung des bisher erforderlichen Energieverbrauchs ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
  • Erfindungsgemäß sind bei einem Verfahren zum Betrieb eines Kollisionsvermeidungssystems für ein Fahrzeug, das eine Umgebungserfassungseinrichtung mit Sensoren zur Erfassung von Objekten und zur Ermittlung von verfügbaren Freiräumen in der Umgebung des Fahrzeugs umfasst, und das weiterhin eine Einrichtung zur Ausgabe von außerhalb des Fahrzeugs wahrnehmbaren Warnsignalen in Abhängigkeit der ermittelten verfügbaren Freiräume umfasst, wobei die Warnsignale in einem bei abgestelltem Fahrzeug aktivierbaren Überwachungsmodus des Kollisionsvermeidungssystems ausgegeben werden, im Überwachungsmodus nur Sensoren der Umgebungserfassungseinrichtung aktiv, mittels denen ein verfügbarer Freiraum einer vorgebbaren Größe erfasst wird.
  • Dadurch wird erreicht, dass Sensoren, die bereits Objekte, insbesondere für eine vorgebbare Zeit unbewegliche Objekte, innerhalb einer vorgebbaren Fahrzeugumgebung erfasst haben, nicht weiter zur Abtastung der Fahrzeugumgebung benutzt werden und somit der Energie- bzw. Stromverbrauch des Kollisionsvermeidungssystems im Überwachungsmodus erheblich verringert wird. Aktiv bleiben lediglich diejenigen Sensoren, mittels denen ein verfügbarer Freiraum einer vorgebbaren Größe in der Umgebung des Fahrzeugs erfasst wird. Denn nur hier können andere Verkehrsteilnehmer, bspw. bei einem Einparkvorgang vor, hinter oder neben dem geparkten Fahrzeug, diesem gefährlich nahe kommen, so dass der Fahrer des einparkenden Fahrzeugs hierbei mittels der Warnsignale vor zu großer Annäherung an das bereits abgestellte Fahrzeug gewarnt wird. Insofern hilft das Kollisionsvermeidungssystem nicht nur Kollisionen vorzubeugen, sondern auch ein Zuparken des Fahrzeugs zu verhindern, indem die Warnsignale bei einem Mindestabstand ausgelöst werden, der ein unproblematisches Ausparken, bspw. ein Ausparken in einer vorgegebenen Anzahl von Bewegungszügen, ermöglicht.
  • Die Sensoren der Umgebungserfassungseinrichtung sind bevorzugt Ultraschall-, Radar- und/oder Lasersensoren, die vorzugsweise an der Vorder- und Rückseite und/oder an den Seitenbereichen des Fahrzeugs angeordnet sind, und mittels denen die Fahrzeugsumgebung abgetastet wird. Alternativ oder zusätzlich können optische Sensoren, wie Kameras oder Videokameras zur Abtastung der Fahrzeugumgebung im Sichtbaren und/oder Infraroten Wellenlängenbereich zur Anwendung kommen. Die Erkennung von Objekten bzw. eines verfügbaren Freiraums erfolgt in letzterem Fall über bekannte Bildauswerteverfahren. Die vorbeschriebenen Sensoren sind in Verbindung mit Fahrerunterstützungssystemen, wie bspw. einem Einparkassistenzsystem, heute teilweise bereits am Fahrzeug vorhanden. Die Fahrerunterstützungssysteme zeigen dem Fahrer Informationen an oder geben ihm entsprechende Fahrunterstützungshinweise oder Warnungen aus. Die Sensoren werden vorliegend bevorzugt während der Fahrt zur Fahrerunterstützung vom Fahrerunterstützungssystem und bei einem abgestellten Fahrzeug vom Kollisionsvermeidungssystem genutzt. Bevorzugt werden beide Aufgaben durch ein und dasselbe System in unterschiedlichen Betriebsmodi ausgeführt.
  • Unter einem „abgestelltem Fahrzeug” wird vorliegend ein Fahrzeug verstanden, das zumindest steht, d. h. nicht fährt. Demzufolge ist der Überwachungsmodus für ein fahrendes Fahrzeug nicht aktivierbar. Darüber hinaus können zur Definition eines „abgestellten” Fahrzeugs weitere Merkmale, wie bspw. gesetzte Parkbremse, ausgeschaltete Zündung, von außen verriegelte Türen herangezogen werden.
  • Die von den Sensoren erfassten Messwerte werden von der Umgebungserfassungseinrichtung ausgewertet, wobei einerseits Objekte und andererseits verfügbare Freiräume in der Umgebung des Fahrzeugs erkannt werden. Der Begriff „verfügbarer Freiraum” wird vorliegend breit verstanden. Er bezeichnet insbesondere zwei- oder dreidimensionale Umgebungsbereiche des Fahrzeugs in der kein Objekt detektiert wird, bspw. eine hinter, vor oder seitlich des abgestellten Fahrzeugs befindliche freie Parklücke. Unter dem Begriff „verfügbarer Freiraum einer vorgebbaren Größe” wird vorliegend ein direkt an das Fahrzeug angrenzender Bereich ohne darin erkannte Objekte, einer vorgebbaren zwei- oder dreidimensionalen Ausdehnung verstanden.
  • Die Warnsignale sind vorzugsweise optische oder akustische Signale, die mittels am Fahrzeug ohnehin vorhandener optischer oder akustischer Signalquellen, wie bspw. Fahrlicht, Blinker, Bremslicht, Hupe etc. erzeugt werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden die Warnsignale dann ausgegeben, wenn ein Objekt in den verfügbaren Freiraum der vorgegebenen Größe eindringt und sich dem Fahrzeug bis auf einen vorgebbaren Abstand genähert hat. Dabei ermittelt die Umgebungserfassungseinrichtung bevorzugt Annäherungsgeschwindigkeiten der erfassten Objekte, wobei der vorgebbare Abstand von der Annäherungsgeschwindigkeit eines sich dem Fahrzeug jeweils nähernden Objekts abhängig ist. Somit können die Warnsignale in Abhängigkeit der Dynamik einer Annäherungssituation entsprechend frühzeitig ausgegeben werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden aktive Sensoren dann deaktiviert, wenn in einen von diesen Sensoren zunächst erfassten verfügbaren Freiraum der vorgebbaren Größe ein Objekt eindringt, dieses von den Sensoren erfasst wird und für eine vorgebbare Zeitdauer dort verbleibt. Dadurch wird vermieden, dass die Sensoren durch ein kurzfristiges Eindringen von Objekten in den zunächst erfassten Freiraum deaktiviert werden. Ein solches kurzfristiges Eindringen kann sich bspw. durch ein Passieren von Fußgängern oder Fahrradfahrern ergeben, wobei nach dem Passieren wiederum ein verfügbarer Freiraum vorgegebener Größe vorliegt. Vorzugsweise wird als vorstehende Zeitdauer eine Zeit zwischen 1–3 Minuten gewählt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden die aktiven Sensoren deaktiviert, nachdem Warnsignale ausgegeben wurden oder wenn ein vorgebbarer Batterieladezustand erreicht wird.
  • In einer weiteren besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden deaktive Sensoren der Umgebungserfassungseinrichtung in vorgebbaren Zeitabständen wieder aktiviert. Für den Fall, dass sie unmittelbar nach ihrer Aktivierung einen verfügbaren Freiraum der vorgebbaren Größe erfassen, d. h. keine Objekte in dem Bereich der vorgegebenen Größe erfassen, bleiben sie aktiv und tasten die Umgebung weiterhin ab. Erfassen die derart aktivierten Sensoren keinen verfügbaren Freiraum der vorgegebenen Größe, d. h. die Sensoren erfassen Objekte im Bereich der vorgegebenen Größe, werden die Sensoren zur Energieeinsparung wieder deaktiviert. Somit kann das Verfahren sich zeitlich ändernde Umgebungsbedingungen berücksichtigen. Deaktivierte Sensoren werden somit wieder aktiv, wenn ein bisher in der unmittelbaren Umgebung des eigenen Fahrzeugs erfasstes anderes Fahrzeug wegfährt, bspw. ein bisher vor dem eigenen Fahrzeug parkendes Fahrzeug wegfährt.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Energiebedarf eines Kollisionsvermeidungssystems im Überwachungsmodus erheblich reduziert werden, was die Zuverlässigkeit und Akzeptanz derartiger Systeme zur Umgebungsüberwachung und Ausgabe von Annäherungswarnungen bei geparktem Fahrzeug verbessert.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die 1 näher beschrieben. Es zeigt
  • 1 schematische Verkehrssituation zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt eine schematische Verkehrssituation zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dargestellt ist ein mit einem Kollisionsvermeidungssystem gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgestattetes Fahrzeug 101, welches auf der rechten Seite der in der Figur skizzierte zweispurigen Strasse abgestellt ist. Vor dem Fahrzeug 101 ist ein Fahrzeug 102 geparkt. Hinter dem Fahrzeug 101 liegt ein freier Bereich, d. h. eine Parklücke, in die das Fahrzeug 103 vorausfahrend einparken möchte. Nachdem das Fahrzeug 101 an der angegebenen Position vom Fahrer abgestellt wurde, hat der Fahrer den Überwachungsmodus des Kollisionsvermeidungssystems manuell aktiviert. Optional kann der Überwachungsmodus auch automatisiert aktiviert werden, bspw. durch Abstellen des Fahrzeugmotors, Ausschalten der Zündung, oder durch Verriegeln der Fahrzeugtüren nach dem Abstellen des Fahrzeugs.
  • Die Umgebungserfassungseinrichtung umfasst vorliegend mehrere an der Karosserie des Fahrzeugs 101 vorn bzw. hinten angeordnete Ultraschallsensoren, die mit ihren Erfassungsbereichen 104 bzw. 105 im Überwachungsmodus den Nahbereich vor bzw. hinter dem Fahrzeug 101 abtasten können. Optional sind entsprechende Sensoren auch an den Seiten des Fahrzeugs 101 angeordnet, um so Objekte zu erfassen, die sich seitlich des Fahrzeugs 101 befinden oder die sich dem Fahrzeug 101 seitlich nähern.
  • Nach dem Aktivieren des Überwachungsmodus wird zunächst mit allen Ultraschallsensoren die Umgebung des Fahrzeugs 101 abgetastet. Auf Basis der von den Ultraschallsensoren erfassten Messwerte ermittelt die Umgebungserfassungseinrichtung Objekte innerhalb des Erfassungsbereichs 104, 105 der Sensoren. Weiterhin ermittelt die Umgebungserfassungseinrichtung verfügbare Freiräume innerhalb des Erfassungsbereichs 104, 105 der Sensoren. Insbesondere ermittelt die Umgebungserfassungseinrichtung, ob verfügbare Freiräume vorgegebener Größe vorhanden sind, d. h. ob zwei- oder dreidimensionale Bereiche einer vorgegebenen Ausdehnung ohne darin erfasste Objekte vorhanden sind. Solche Bereiche vorgegebener Größe sind in der Figur mit den Bezugszeichen 106 und 107 bezeichnet.
  • Im Fall des Bereichs 106, d. h. eines Bereichs vorgegebener Größe vor dem Fahrzeug 101, wird von den entsprechenden Ultraschallsensoren im Erfassungsbereich 104 das Fahrzeug 102 erfasst, so dass hier kein verfügbarer Freiraum der vorgegebenen Größe (Bereich 106) vorliegt. Die vorderen Ultraschallsensoren des Fahrzeugs 101 werden daraufhin zur Energieeinsparung deaktiviert. Im Fall des Bereichs 107, d. h. des Bereichs vorgegebener Größe hinter dem Fahrzeug 101, wird von den entsprechenden Ultraschallsensoren im Erfassungsbereich kein Objekt erfasst, so dass die Umgebungserfassungseinrichtung einen verfügbaren Freiraum der vorgegebenen Größe (Bereich 107) erkennt. Erfindungsgemäß bleiben im Überwachungsmodus vorliegend nur diejenigen Ultraschallsensoren aktiv, mittels denen ein verfügbarer Freiraum einer vorgebbaren Größe erfasst wird, d. h. vorliegend die hinten am Fahrzeug angebrachten Ultraschallsensoren. Es sei hierbei angemerkt, dass die Bereiche vorgegebener Größe vorzugsweise kleiner als die jeweiligen Erfassungsbereiche der entsprechenden Sensoren sind.
  • Nähert sich das Fahrzeug 103 beim Einparkvorgang dem Fahrzeug 101, wird es von den hinteren Ultraschallsensoren erfasst, sobald es in deren Erfassungsbereich 105 einfährt. Nähert sich das Fahrzeug 103 dem Fahrzeug 101 bis auf einen Mindestabstand 108, erfolgt die Ausgabe optischer und/oder akustischer Warnsignale, die den Fahrer des Fahrzeugs 103 auf eine mögliche Kollision oder zu nahes Auffahren bzw. Zuparken des Fahrzeugs 101 aufmerksam machen. Bevorzugt werden die Warnsignale somit dann ausgegeben, wenn ein Objekt in den verfügbaren Freiraum vorgegebener Größe eindringt und sich dem Fahrzeug 101 bis auf einen vorgebbaren Abstand 108 genähert hat. Weiterhin bevorzugt ermittelt die Umgebungserfassungseinrichtung Annäherungsgeschwindigkeiten dieses Objektes, wobei der vorgebbare Abstand 108 von der ermittelten Annäherungsgeschwindigkeit des sich dem Fahrzeug 101 nähernden Objekt abhängig ist.
  • Ist das Fahrzeug 103 hinter dem Fahrzeug 101 schließlich abgestellt worden, und verbleibt dort für eine vorgegebene Zeitdauer von bspw. zwei Minuten, so werden die hinteren Ultraschallsensoren des Fahrzeugs 101 deaktiviert. Somit sind sowohl die vorderen als auch die hinteren Ultraschallsensoren des Fahrzeugs 101 deaktiviert. Da sich die Umgebungsbedingungen des Fahrzeugs 101 ändern können, bspw. indem entweder das Fahrzeug 102, oder das Fahrzeug 103 oder beide wegfahren, werden besonders bevorzugt nach vorgebbaren Zeitabständen, bspw. 5–20 min, alle Sensoren wieder aktiviert. Erfassen sie dabei verfügbare Freiräume der vorgegebenen Größe bleiben sie aktiv, andernfalls werden sie wieder deaktiviert.
  • Das Verfahren wird vorzugsweise nur solange ausgeführt, d. h. eine Aktivierung von der Sensoren/der Umgebungserfassungseinheit/des Kollisionsvermeidungssystems erfolgt nur solange, bis ein vorgebbarer Batterieladezustand erreicht ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 5173881 [0002]
    • - DE 102007005531 A1 [0003]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Kollisionsvermeidungssystems für ein Fahrzeug (101), das eine Umgebungserfassungseinrichtung mit Sensoren zur Erfassung von Objekten (102, 103) und zur Ermittlung von verfügbaren Freiräumen in der Umgebung des Fahrzeugs (101) umfasst, und das weiterhin eine Einrichtung zur Ausgabe von außerhalb des Fahrzeugs (101) wahrnehmbaren Warnsignalen in Abhängigkeit der ermittelten verfügbaren Freiräume umfasst, wobei die Warnsignale in einem bei abgestelltem Fahrzeug (101) aktivierbaren Überwachungsmodus des Kollisionsvermeidungssystems ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Überwachungsmodus nur Sensoren der Umgebungserfassungseinrichtung aktiv sind, mittels denen ein verfügbarer Freiraum einer vorgebbaren Größe erfasst wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aktive Sensoren deaktiviert werden, wenn in einen von diesen Sensoren zunächst erfassten verfügbaren Freiraum der vorgebbaren Größe ein Objekt eindringt, dieses von den Sensoren erfasst wird und für eine vorgebbare Zeitdauer dort verbleibt.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer 1 bis 3 min beträgt.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Sensoren deaktiviert werden, nachdem Warnsignale ausgegeben wurden.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Sensoren deaktiviert werden, wenn ein vorgebbarer Batterieladezustand erreicht wird.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass deaktive Sensoren der Umgebungserfassungseinrichtung in vorgebbaren Zeitabständen aktiviert werden, und diejenigen Sensoren mittels denen unmittelbar nach ihrer Aktivierung ein verfügbaren Freiraum der vorgebbaren Größe erfasst wird, aktiv bleiben, alle anderen Sensoren wieder deaktiviert werden.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitabstände 3 bis 30 min betragen.
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