DE102011088164A1

DE102011088164A1 - Verfahren zum Anpassen eines Parameters eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von einer auftretenden Luftströmung

Info

Publication number: DE102011088164A1
Application number: DE102011088164A
Authority: DE
Inventors: Stefan Nordbruch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-13

Abstract

Verfahren zum Ausgleichen eines Windeinflusses auf ein Fahrzeug, wobei das Auftreten von Wind erfasst wird und ein Parameter des Fahrzeuges beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein System verwendet wird, mit ein zukünftiges Auftreten von Wind erfasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen eines Parameters eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von einer auftretenden Luftströmung gemäß Patentanspruch 1 und ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 15.
Stand der Technik
Aus DE 10 2007 029 605 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beeinflussen der Querdynamik eines Fahrzeuges bekannt. Dabei sind Sensoren vorgesehen, die Querdynamikstörungen auf das Fahrzeug erfassen und einen Bremseingriff zum Ausgleich der Querdynamikstörung ausführen.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Anpassen eines Parameters eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von einer auftretenden Luftströmung bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Zudem wird die Aufgabe der Erfindung durch das Steuergerät gemäß Patentanspruch 15 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass das Verfahren zum Anpassen wenigstens eines Parameters eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von einer auftretenden Luftströmung verbessert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass das Auftreten der Luftströmung für eine zukünftige Fahrsituation vorausgesagt wird, und dass abhängig von der vorausgesagten Luftströmung der wenigstens eine Parameter des Fahrzeuges beeinflusst wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Bild erfasst, um ein zukünftiges Auftreten der Luftströmung vorauszusagen. Dazu kann beispielsweise eine fest am Fahrzeug montierte Kamera oder die Kamera eines mobilen Gerätes, beispielsweise eines Mobiltelefons verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Bild in Fahrrichtung für eine Fahrsituation erfasst, wobei anhand der erfassten Fahrsituation das Auftreten einer Luftströmung für eine zukünftige Fahrsituation, insbesondere eine seitlich zum Fahrzeug strömende Luftströmung ermittelt wird.
Als Parameter kann beispielsweise der Fahrer vor Seitenwind gewarnt werden oder ein Eingriff in eine Fahrregelung des Fahrzeuges vorgenommen werden.
Als Fahrsituation kann beispielsweise ein Vorbeifahren an einem die Luftströmung beeinflussenden Objekt, insbesondere eine Häuserkante, das Befahren einer Brücke oder das Vorbeifahren, insbesondere das Überholen eines Fahrzeuges erkannt werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden Daten einer Datenbank, insbesondere eine digitale Straßenkarte, mit Informationen über Objekte, die eine Luftströmung beeinflussen, verwendet, wobei anhand der Datenbank überprüft wird, ob in Fahrrichtung des Fahrzeuges ein Objekt liegt, das eine erhöhte Luftströmung beeinflusst, und wobei bei Ermittlung eines solchen Objektes das Objekt bei der Voraussage der Luftströmung berücksichtigt wird. Dadurch werden zusätzliche Daten verwendet, die die Genauigkeit zur Vorhersage einer störenden Luftströmung, insbesondere eines Seitenwindes erhöhen. Abhängig von der gewählten Ausführung werden die Daten von einer Datenbank des Fahrzeuges ausgelesen oder von einer externen Datenbank abgerufen. Die Verwendung der externen Datenbank bietet den Vorteil, dass aktuelle Daten zur Verfügung stehen.
Abhängig von einer erfassten Fahrsituation wird eine zu erwartende Luftströmungsverteilung ermittelt, wobei die Luftströmungsverteilung bei der Ermittlung des Parameters und/oder des Wertes des Parameters berücksichtigt wird.
Anhand der Luftströmungsverteilung kann unter Berücksichtigung weiterer Parameter wie z. B. dem Abstand zu dem Objekt, der Relativgeschwindigkeit zu dem Objekt ein entsprechender Eingriff in eine Fahrzeugführung vorgenommen werden. Zudem kann die Fahrzeugführung auf das Auftreten von Lüftströmungseinflüssen vorbereitet werden und entsprechend ausgleichende Regelungsverfahren, insbesondere Regelungsparameter bereitgehalten, insbesondere gestartet werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden Bereiche für unterschiedliche Luftströmungsstärken und/oder unterschiedliche Luftströmungsrichtungen ermittelt und bei der Ermittlung des Parameters berücksichtigt werden. Die Bereiche können abhängig von einem Abstand zum Fahrzeug berechnet und als Grundlage für den Eingriff in die Fahrzeugführung berücksichtigt werden.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Eingriff in die Fahrzeugführung beispielsweise ein Eingriff in eine Fahrzeuglenkung und/oder ein Eingriff in ein Fahrzeugbremssystem und/oder ein Eingriff in ein Fahrzeugantriebssystem sein. Durch den Eingriff werden die durch die Luftströmung verursachten störenden Einflüsse auf das Fahrzeug abgemildert, insbesondere ein Schleudern des Fahrzeuges vermeiden.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine relative Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu dem erfassten Objekt ermittelt und bei der Ermittlung des Parameters berücksichtigt. Dadurch wird eine verbesserte Anpassung des Eingriffes ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Größe des Objektes ermittelt und bei der Ermittlung des Parameters berücksichtigt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges, und
2 eine Fahrsituation.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1 mit einem Steuergerät 2, das mit einer Kamera 3 verbunden ist. Die Kamera 3 kann Teil des Fahrzeuges sein oder eine Kamera eines mobilen Gerätes, beispielsweise eines Mobiltelefons darstellen. Weiterhin steht das Steuergerät 2 mit einer Ausgabe 4, einem Datenspeicher 5 und Sensoren 7 in Verbindung. Mit Hilfe der Sensoren 7 können Parameter des Fahrzeuges wie z. B. die Geschwindigkeit und Parameter der Umgebung wie z. B der Abstand zu einem erkannten Objekt ermittelt werden. Weiterhin steht das Steuergerät 2 mit einem Fahrzeugführungssystem 6 in Verbindung. Unter dem Begriff Fahrzeugsführungssystem 6 wird jede Art von System verstanden, das zum Führen eines Fahrzeuges verwendet wird. Darunter ist beispielsweise die Lenkung, das Bremssystem, der Antrieb des Fahrzeuges, aber auch jede Art von Fahrerassistenzsystem, wie z. B. eine automatische Geschwindigkeitsregelung, eine Fahrspurregelung, ein automatisches Lenksystem usw. zu verstehen.
2 zeigt eine Fahrsituation des Fahrzeuges 1 auf einer Straße 8, wobei das Fahrzeug 1 ein zweites Fahrzeug 10 überholen will. Zudem wird mit Hilfe eines Pfeils 9 das Vorliegen von Seitenwind dargestellt. Mit Hilfe der Kamera 3 wird wenigstens ein Bild in Fahrrichtung gemacht und durch eine Bildauswertung durch das Steuergerät 2 die Fahrsituation erfasst, dass sich vor dem Fahrzeug 1 auf einer Spur rechts neben dem Fahrzeug 1 ein zweites Fahrzeug 10 befindet. Zudem kann mit Hilfe der Kamera oder mit Hilfe der Sensoren 7 erfasst werden, dass ein Überholvorgang des zweiten Fahrzeuges durch das erste Fahrzeug erfolgen wird, d.h. dass der Abstand zwischen den zwei Fahrzeugen 1, 10 geringer wird. Dabei wird beispielsweise die relative Geschwindigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeug 1, 10 mit Hilfe der Sensoren 7, insbesondere mit Hilfe eines Radarsensors erfasst. Zudem kann auch mit Hilfe der Bildauswertung durch eine Überprüfung einer Vergrößerung der Kontur des zweiten Fahrzeuges 10 erkannt werden, dass ein Annähern des ersten Fahrzeuges 1 an das zweite Fahrzeug 10 und damit ein Überholvorgang stattfindet. Weiterhin kann mit Hilfe der Sensoren 7 der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem zweiten Fahrzeug 10 erfasst werden und eine Abnahme des Abstandes ermittelt werden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann mit Hilfe der Kamera 3 unter Berücksichtigung des Abstandes zwischen dem Fahrzeug 1 und dem zweiten Fahrzeug 10 anhand von abgespeicherten Schemata für Fahrzeuge erkannt werden, ob es sich bei dem zweiten Fahrzeug 10 um ein kleines oder ein großes Fahrzeug handelt. Insbesondere kann bei optischer Erfassung einer Seitenansicht des zweiten Fahrzeuges 10 die Länge des zweiten Fahrzeuges 10 abgeschätzt und als kleines oder langes Fahrzeug, insbesondere LKW oder als Fahrzeug mit einem Anhänger klassifiziert werden. Diese Verfahren werden vom Steuergerät 2 unter Verwendung der Kamera 3 durchgeführt. Dazu sind entsprechende Programme für eine Bildauswertung im Datenspeicher 5 abgelegt.
Wird ein Überholvorgang und damit eine zu erwartende sich ändernde Luftströmung erkannt, so kann das Steuergerät 2 über die Ausgabe 4 ein Warnsignal optisch, haptisch oder akustische an den Fahrer ausgeben. Zudem können vorhandene System zur Fahrzeugführung, insbesondere ESP, Lenkung, usw. für einen möglichen Einfluss der Luftströmung auf das Fahrzeug parametrisiert werden.
Weiterhin wird im Steuergerät 2 vorzugsweise ein Verfahren gestartet, das den zu erwartenden Strömungseinfluss auf das Fahrzeug 1 über wenigstens eines der vorhandenen Fahrzeugsführungssysteme abdämpft, insbesondere ausgleicht. Dabei werden für eine verbesserte Dämpfung vorzugsweise die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeuges 1 gegenüber dem zweiten Fahrzeug 10 und/oder der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem zweiten Fahrzeug 10 berücksichtigt. Zudem können im Datenspeicher 5 abhängig von der Relativgeschwindigkeit und/oder des relativen Abstandes und/oder der Größe des zweiten Fahrzeuges 10 unterschiedliche Parameter für die Beeinflussung der Fahrzeugführung 6 und/oder unterschiedliche Verfahren zur Beeinflussung der Fahrzeugführung 6 vorgesehen sein.
Zudem kann das Fahrzeug im Datenspeicher 5 Kartendaten beinhalten, die beispielsweise Positionen von Objekten, wie z. B. Brücken, Tunnelausfahrten, größere Gebäude beinhalten, die Luftströmungen beeinflussen und beispielsweise zu Luftströmungen mit erhöhten Geschwindigkeiten und/oder Turbolenzen führen. Diese Daten können vom Steuergerät 2 unter Verwendung der aus der Datenbank bekannten Ortposition der Objekte und der mithilfe eines Ortungssystems gemessenen Ortposition des eigenen Fahrzeuges ebenfalls berücksichtigt, um die Einflüsse der Luftströmung auf das Fahrzeug 1 über einen Eingriff in die Fahrzeugführung auszugleichen.
Zudem können im Datenspeicher 5 Luftströmungsmodelle abgespeichert sein, die beispielsweise abhängig vom Abstand zum zweiten Fahrzeug und/oder abhängig vom Seitenabstand zum zweiten Fahrzeug 10 und/oder die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeuges 1 gegenüber dem zweiten Fahrzeug 10 die wahrscheinlich zu erwartenden Luftströmungsrichtungen und/oder Luftströmungsstärken relativ zu dem überholten zweiten Fahrzeug 10 beinhalten. Die Luftströmungsmodelle werden vom Steuergerät 2 verwendet, um die auf das Fahrzeug wirkenden Kräfte zu ermitteln und abhängig von den ermittelten Kräften Parameter zum Beeinflussen der Fahrzeugführungssysteme zu berechnen, um die durch die Luftströmung verursachten Kräfte auszugleichen.
Weiterhin verfügt das Fahrzeug 1 über eine Ortungseinrichtung 12, die beispielsweise als Navigationssystem ausgebildet ist. Zudem kann das Fahrzeug 1 über eine Kommunikationseinheit 11 verfügen, mit der Daten mit anderen Verkehrsteilnehmern oder einer ortsfesten Station ausgetauscht werden können. Beispielsweise können über die Kommunikationseinheit 11 Informationen über das Vorliegen von Windströmungen und Windstärken empfangen werden. Im einfachsten Fall kann die Kommunikationseinheit 11 ein Radio sein, das über einen Datenkanal Informationen über die Windverhältnisse in einem zu befahrenden Gebiet erhält. Zudem kann die Kommunikationseinheit 11 ausgebildet sein, um Informationen aus dem Internet digitale Kartendaten mit Informationen über Objekte abzurufen, die erhöhte Luftströmungen und/oder Luftturbolenzen verursachen. Zudem können über die Kommunikationseinheit 11 Daten über Windverhältnisse, insbesondere über Stürme abgerufen werden. Weiterhin können mithilfe der Kommunikationseinheit 11 andere Fahrzeuge auf das Vorliegen von gefährlichen Luftströmungen, insbesondere auf das Vorliegen von gefährlichen Seitenwind informiert werden. Beispielsweise kann eine Luftströmung als gefährlich eingeschätzt werden, wenn die Luftströmung eine vorgegebene Windstärke überschreitet.
Zudem kann mit Hilfe der Kamera 3 durch die Erfassung der Umgebung des Fahrzeuges beispielsweise durch Erkennen von umherfliegenden Gegenständen oder sich stark biegenden Bäumen das Vorliegen von starkem Wind erkannt werden. Auch diese Information wird vom Steuergerät 2 bei der Beeinflussung der Fahrzeugführungssysteme 6 berücksichtigt.
Das beschriebene System bietet die Möglichkeit, eine vorausschauende Erkennung von gefährlichen Stellen für Seitenwind (z. B. Tunnelausfahrten, Brücken, Überholvorgänge, usw.) beispielsweise unter Verwendung von Navigationssystemen, Informationen aus dem Internet, Informationen von anderen Fahrzeugen und Infrastruktur und unter Verwendung von Fahrerassistenz-Sensorsystemen wie z. B. einer Kamera.
Weiterhin bietet das beschriebene Verfahren die Möglichkeit, gefährliche Stellen in Bezug auf Windströmungen und/oder Windsogwirkungen beispielsweise bei Überholmanövern von großen Fahrzeugen auf der Basis von Fahrerassistenz-Sensorsystemen, basierend auf einer Kamera und/oder einem Laserscanner/ Lidarsensor oder einem Radiosensor und/oder eines Ortungsgerätes zu erfassen.
Das beschriebene System kann dabei folgende Schritte ausführen:
Detektion der gefährlichen Stellen/Situationen. Dabei wird überprüft, ob Seitenwind vorherrscht, ob an bestimmten Stellen wie z. B. Brücken, Tunnelausfahrten, usw. mit Seitenwind oder Windböen zu rechnen ist, oder ob aufgrund eines Überholvorganges beispielsweise beim Überholen eines großen Fahrzeuges wie z. B. einem LKW oder einem Fahrzeug mit einem Anhänger mit einer Strömung, Sogwirkung oder Seitenwind zu rechnen ist, wobei vorzugsweise eine Differenzgeschwindigkeit zwischen dem überholten und dem überholenden Fahrzeug berücksichtigt wird. Dabei wird vorzugsweise ein Schwellwert verwendet, ab dem eine hohe Differenzgeschwindigkeit erkannt wird.
Wird eine gefährliche Situation erkannt, so wird in einem Modus „gefährliche Situation durch Luftströmung“ übergangen und es werden beispielsweise wenigstens eine der folgenden Aktionen ausgeführt:
Das Steuergerät 2 gibt eine Warnung über die Ausgabe 4 an den Fahrer aus, oder das Steuergerät parametrisiert die Fahrzeugsführungssysteme wie z. B. ESP, Lenkung, usw. für einen möglichen Eingriff vor, oder das Steuergerät regelt einen kommenden Einfluss automatisch über einen Eingriff in die Fahrzeugführungssysteme 6 aus, z. B. über einen Lenkeingriff oder einen ESP-Bremseingriff. Beispielsweise kann das Steuergerät andere Verkehrsteilnehmer über das Vorliegen einer gefährlichen Windströmung informieren. Sollte trotz der Eingriffe ein Unfall stattfinden, informiert das Steuergerät 2 automatisch über eine sogenannte E-Call-Funktion, eine notwendige Hilfe, wie z. B. ADAC, Rettungswagen, Polizei, usw. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Fahrer die vom Steuergerät 2 ausgeführten Eingriffe jederzeit übersteuern, sodass die Verantwortung für die Führung des Fahrzeuges beim Fahrer verbleibt.
Für die Durchführung des Verfahrens können wenigstens teilweise folgende Systeme verwendet werden: Eine videobasierte Erkennung und Klassifikation von Fahrzeugen, wobei ein Fahrzeug als kleines Fahrzeug oder großes Fahrzeug, das heißt als PKW oder als LKW oder als LKW mit Anhänger erkannt wird. Zudem kann mit Hilfe der videobasierten Erkennung die Klassifikation auch Objekte wie z. B. Personen und Verkehrszeichen erkannt werden.
Die Informationen über die Straßenführung, die in der digitalen Karte des Datenspeichers 5 abgelegt ist, beinhaltet Informationen über Straßenverläufe wie z. B. Steigungen, Fahrbahnspuren usw. aber auch Informationen über Infrastruktur, wie z. B. Ampeln, Verkehrsschilder, Tunnel, Brücken, usw. Beispielsweise kann ein Überholströmungsmodus nur dann aktiviert werden, wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen dem windbeinflussenden Objekt und/oder dem überholten Fahrzeug und dem Fahrzeug 1 über einer festgelegten Schwelle liegt. Anstelle der Erkennung eines Überholvorganges, bei dem ein zweites Fahrzeug 10 überholt wird, kann auch eine störende Windströmung auftreten, wenn windbeeinflussende Objekte wie z. B. eine Brücke, ein Tunnel, eine Gebäudekante auf der Fahrstrecke des Fahrzeuges 1 liegen. Somit wird das beschriebene Verfahren auch auf die windbeeinflussenden Objekte, die als stationäre Objekte vorliegen, angewendet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007029605 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Anpassen wenigstens eines Parameters eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von einer auftretenden Luftströmung, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftreten der Luftströmung für eine zukünftige Fahrsituation vorausgesagt wird, und dass abhängig von der vorausgesagten Luftströmung wenigstens ein Parameter des Fahrzeuges beeinflusst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Bild erfasst wird, um ein zukünftiges Auftreten der Luftströmung vorauszusagen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein Bild in Fahrrichtung für eine Fahrsituation erfasst wird, wobei anhand der erfassten Fahrsituation das Auftreten einer Luftströmung für eine zukünftige Fahrsituation, insbesondere eine seitlich zum Fahrzeug strömende Luftströmung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Daten einer Datenbank, insbesondere eine digitale Straßenkarte, mit Informationen über Objekte, die eine Luftströmung beeinflussen, verwendet wird, wobei anhand der Datenbank überprüft wird, ob in Fahrrichtung des Fahrzeuges ein Objekt liegt, das eine erhöhte Luftströmung beeinflusst, und wobei bei Ermittlung eines solchen Objektes das Objekt bei der Voraussage der Luftströmung berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Daten von einer Datenbank des Fahrzeuges ausgelesen werden oder von einer externen Datenbank abgerufen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Fahrsituation ein Vorbeifahren an einem Objekt, das eine Luftströmung beeinflussen kann, insbesondere eine Häuserkante, eine Brücke, oder ein Fahrzeug erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei als Fahrsituation ein Überholen eines anderen Fahrzeuges erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, wobei abhängig von einer erfassten Fahrsituation eine zu erwartende Luftströmungsverteilung ermittelt wird, und wobei die Luftströmungsverteilung bei der Ermittlung des Parameters und/oder des Wertes des Parameters berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Luftströmungsverteilung für einen Überholvorgang eines Fahrzeuges, insbesondere für die Überholung eines großen Fahrzeuges ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei Bereiche für unterschiedliche Luftströmungsstärken und/oder unterschiedliche Luftströmungsrichtungen ermittelt werden und bei der Ermittlung des Parameters berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Parameter ein Warnhinweis an den Fahrer ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Parameter ein Eingriff in eine Fahrzeugführung, insbesondere eine Fahrzeuglenkung, ein Fahrzeugbremssystem und/oder einen Fahrzeugantrieb vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei abhängig von der vorausgesagten Luftströmung ein Ausgleichsparameter und/oder ein Ausgleichsverfahren ermittelt wird, der bzw. das für einen Eingriff in die Fahrzeugführung zum Ausgleichen der von der vorausgesagten Luftströmung auf das Fahrzeug einwirkenden Kräfte berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine relative Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt, insbesondere einem zu überholenden Fahrzeug erfasst wird und bei der Ermittlung des Parameters berücksichtigt wird und/oder wobei eine Größe des Objektes ermittelt wird und bei der Ermittlung des Parameters berücksichtigt wird.
Steuergerät, das ausgebildet ist, um ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.