DE102014210519A1

DE102014210519A1 - Moisture detection on a lane with a vehicle

Info

Publication number: DE102014210519A1
Application number: DE102014210519.6A
Authority: DE
Inventors: Sighard Schräbler
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2015-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Feuchtigkeitssensor (34) zum Erfassen einer Oberflächenbeschaffenheit einer Fahrbahn (13), umfassend einen Messaufnehmer (38) zum Erfassen eines Feuchtigkeitsgrades (36) in der den Messaufnehmer (38) umgebenden Luft, und ein den Messaufnehmer (38) vor Nässe (42) schützendes Filterelement (43), das dampfdurchlässig ist, um Luftfeuchtigkeit (36) zum Messaufnehmer (38) passieren zu lassen.The invention relates to a moisture sensor (34) for detecting a surface condition of a roadway (13), comprising a sensor (38) for detecting a degree of humidity (36) in the air surrounding the sensor (38) and the sensor (38) against moisture (42) protective filter element (43) which is vapor permeable to allow atmospheric moisture (36) to pass to the sensor (38).

Description

Die Erfindung betrifft einen Feuchtigkeitssensor zum Erfassen einer Oberflächenbeschaffenheit einer Fahrbahn, ein Verfahren zum Überwachen eines Fahrbahnzustandes, ein Verfahren zum Assistieren eines Fahrers eines Fahrzeuges, eine Steuervorrichtung zur Durchführung der Verfahren und ein Fahrzeug mit der Steuervorrichtung.The invention relates to a moisture sensor for detecting a surface condition of a road, a method for monitoring a road condition, a method for assisting a driver of a vehicle, a control device for carrying out the method and a vehicle with the control device.

Aus der WO 2011/098 333 A1 ist bekannt, in einem Fahrzeug verschiedene Sensorgrößen heranzuziehen, um bereits vorhandene Sensorgrößen zu verbessern oder neue Sensorgrößen zu generieren und somit die erfassbare Information zu steigern.From the WO 2011/098333 A1 It is known to use different sensor sizes in a vehicle to improve existing sensor sizes or to generate new sensor sizes and thus to increase the detectable information.

Es ist Aufgabe die Nutzung mehrerer Sensorgrößen zur Informationssteigerung zu verbessern.It is the task to improve the use of several sensor sizes to increase information.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the features of the independent claims. Preferred developments are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Feuchtigkeitssensor zum Erfassen einer Oberflächenbeschaffenheit einer Fahrbahn, einen Messaufnehmer zum Erfassen eines Feuchtigkeitsgrades in der Luft den Messaufnehmer umgebenden Luft, und ein den Messaufnehmer vor Nässe schützendes Filterelement, das dampfdurchlässig ist, um Luftfeuchtigkeit zum Messaufnehmer passieren zu lassen. According to one aspect of the invention, a humidity sensor for detecting a surface condition of a roadway, a sensor for detecting a degree of humidity in the air surrounding the sensor, and a filter element protecting the sensor from wetness, which is vapor permeable, to allow humidity to pass to the sensor.

Dem angegebenen Feuchtigkeitssensor liegt die Überlegung zugrunde, dass an sich bekannte Feuchtigkeitssensoren nicht in Fahrbahnnähe platziert werden dürfen, weil diese zur Erfassung einer Luftfeuchtigkeit vorgesehen sind und in Fahrbahnnähe die Luftfeuchtigkeit verfälscht ist. Gerade im Fahrzeug werden derartige Feuchtigkeitssensoren beispielsweise zur Erfassung der Luftfeuchtigkeit in einer Fahrgastzelle eingesetzt, um das Klima in der Fahrgastzelle im Rahmen einer Komfortanwendung zu steuern.The specified humidity sensor is based on the consideration that moisture sensors known per se must not be placed near the road, because they are intended to detect humidity and the humidity is falsified near the road. Especially in the vehicle such moisture sensors are used, for example, to detect the humidity in a passenger compartment to control the climate in the passenger compartment as part of a comfort application.

Hier greift der angegebene Feuchtigkeitssensor mit der Überlegung an, dass ein Feuchtigkeitssensor jedoch wertvolle Sicherheitsinformationen über die Oberflächenbeschaffenheit der Fahrbahn liefern könnte, weil Feuchtigkeit auf der Fahrbahn einen spürbaren Einfluss auf den Reibbeiwert der Fahrbahn und damit auf die Oberflächenbeschaffenheit hat. Ein zu niedriger Reibbeiwert der Fahrbahn stellt ein deutliches Sicherheitsrisiko dar, insbesondere weil der Fahrer dies nur schwer erkennen und sein Fahrverhalten so geeignet anpassen kann.Here, the specified humidity sensor intervenes with the consideration that a moisture sensor, however, could provide valuable safety information about the surface condition of the road, because moisture on the road has a noticeable effect on the friction coefficient of the road and thus on the surface texture. Too low a friction coefficient of the road is a significant safety risk, especially because the driver can recognize this difficult and adapt his driving behavior so suitable.

Andererseits muss nicht jede vom Feuchtigkeitssensor erfasste Feuchtigkeit auf der Fahrbahnoberfläche auch tatsächlich auf eine gefährliche, den Reibbeiwert der Fahrbahn reduzierende Fahrbahnnässe hindeuten. Durchfährt das Fahrzeug beispielsweise eine Pfütze oder dergleichen, so wird er von Spritzwasser oder Tauchwasser benetzt und gibt ein entsprechendes, Feuchtigkeit anzeigendes Signal aus.On the other hand, not every moisture sensed by the moisture sensor on the road surface must actually indicate a dangerous road surface wetness which reduces the friction coefficient of the roadway. If, for example, the vehicle passes through a puddle or the like, it is wetted by spray water or immersion water and emits a corresponding signal indicating moisture.

Um dies zu vermeiden wird im Rahmen des angegebenen Feuchtigkeitssensor vorgeschlagen, den die Feuchtigkeit detektierenden Messaufnehmer mit einem Filterelement zu schützen, dass zwar Luftfeuchtigkeit und damit Wasserdampf an den Messaufnehmer heranlässt, Nässe jedoch nicht. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Feuchtigkeitssensor ein Signal erzeugt, das fälschlicherweise auf Fahrbahnfeuchtigkeit hinweist.In order to avoid this, it is proposed in the context of the specified moisture sensor to protect the sensor detecting the moisture with a filter element that, although humidity and thus water vapor on the sensor, but not wetness. In this way, it can be avoided that the humidity sensor generates a signal that erroneously indicates roadway moisture.

In einer Weiterbildung des angegebenen Feuchtigkeitssensors ist das Filterelement eine dampfdurchlässige Membran, die kostengünstig ist und einfach am Feuchtigkeitssensor appliziert werden kann.In a development of the specified moisture sensor, the filter element is a vapor-permeable membrane that is inexpensive and can be easily applied to the moisture sensor.

In einer weiteren Weiterbildung umfasst der angegebene Feuchtigkeitssensor einen weiteren Messaufnehmer, der jedoch zum Erfassen einer Temperatur der Luft vorgesehen ist. Auf diese Weise können mit dem angegebenen Feuchtigkeitssensor zwei Messungen, eine Luftfeuchtemessung und eine Temperaturmessung durchgeführt werden. Dabei kann mit der Temperaturmessung die Luftfeuchtemessung kalibriert werden, um die Zuverlässigkeit der Luftfeuchtemessung zu verbessern.In a further development, the specified moisture sensor comprises a further sensor, which, however, is provided for detecting a temperature of the air. In this way, two measurements, a humidity measurement and a temperature measurement can be performed with the specified humidity sensor. With the temperature measurement, the humidity measurement can be calibrated to improve the reliability of the humidity measurement.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Überwachen eines Fahrbahnzustandes mit einem der zuvor genannten Feuchtigkeitssensoren die Schritte Erfassen eines Feuchtigkeitsgrades der Luft und Ausgeben eines Überwachungssignals basierend auf einer vorbestimmten Bedingung für den Feuchtigkeitsgrad.According to another aspect of the invention, a method of monitoring a lane condition with one of the aforementioned humidity sensors comprises detecting a degree of humidity of the air and outputting a monitor signal based on a predetermined humidity degree condition.

Im Rahmen des angegebenen Verfahrens kann das Überwachungssignal für verschiedene Sicherheitsanwendungen verwendet werden, wie beispielsweise den Fahrer des Fahrzeuges zu warnen, wenn die Fahrbahn zu glatt ist, so dass dieser sein Fahrverhalten entsprechend anpassen kann.As part of the specified method, the monitoring signal can be used for various safety applications, such as warning the driver of the vehicle when the road surface is too slippery, so that it can adapt its driving behavior accordingly.

Hierzu kann die vorbestimmte Bedingung prinzipiell beliebig ausgebildet sein. Sie kann ferner auch verschiedene Unterbedingungen umfassen. In einer Weiterbildung des angegebenen Verfahrens kann die vorbestimmte Bedingung dabei einen vorbestimmten Feuchtigkeitsgrad umfassen, der vom erfassten Feuchtigkeitsgrad erreicht werden muss.For this purpose, the predetermined condition can in principle be designed as desired. It may also include various sub-conditions. In a development of the specified method, the predetermined condition may include a predetermined degree of humidity, which must be achieved by the detected degree of humidity.

In einer anderen Weiterbildung kann das angegebene Verfahren den Schritt Erfassen eines Abstandes zum Taupunkt basierend auf dem erfassten Feuchtigkeitsgrad und einer gemeinsam mit dem erfassten Feuchtigkeitsgrad erfassten Temperatur der Luft umfassen, wobei die vorbestimmte Bedingung einen vorbestimmten Abstand zum Taupunkt umfasst, den der erfasste Abstand zum Taupunkt unterschreiten muss. Durch die Feststellung des Abstandes der aktuellen Luftfeuchte im Bereich der Fahrbahn vom Taupunkt kann ebenfalls wirkungsvoll bestimmt werden, ob die Fahrbahn droht zu glatt zu werden.In another development, the specified method may include the step of detecting a distance to the dew point based on the detected Moisture level and a detected together with the detected moisture level temperature of the air, wherein the predetermined condition includes a predetermined distance to the dew point, which must fall below the detected distance to the dew point. By determining the distance of the current humidity in the area of the road from the dew point can also be effectively determined whether the road is threatening to be smooth.

In besonders günstiger Weise erlaubt es der über die Lufttemperatur bestimmte Abstand zum Taupunkt der Luftfeuchte um die Fahrbahn den Grad der Luftfeuchte zu plausibilisieren, denn letztendlich müssen beide Größen zu demselben Ergebnis führen. In a particularly favorable manner, the distance to the dew point of the air humidity about the roadway, which is determined by the air temperature, makes it possible to make the degree of atmospheric humidity plausible, since ultimately both variables must lead to the same result.

Wenn beispielsweise Regen fällt, liegt die Luftfeuchtigkeit bei 100% und der Abstand zum Taupunkt ist Null.For example, if rain falls, the humidity is 100% and the distance to the dew point is zero.

In einer zusätzlichen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens umfasst die vorbestimmte Bedingung eine vorbestimmte Temperatur, die eine gemeinsam mit dem erfassten Feuchtigkeitsgrad erfasste Temperatur der Luft unterschreiten muss. Die vorbestimmte Temperatur sollte dabei derart gewählt werden, dass zusätzliche Gefahrenszenarien abgedeckt werden können. Ein derartiges zusätzliches Gefahrenszenario wäre beispielsweise eine erkannte Feuchtigkeit der Fahrbahn in Kombination mit einer Außentemperatur von unter 3°C, weil ab dieser Temperatur die Gefahr für eine gefrierende Fahrbahnoberfläche deutlich ansteigt. Eine derartige Blitzeis genannte Gefahrensituation ist für viele Fahrer von Fahrzeugen nur schwer zu erkennen, weshalb die Unfallzahlen bei solchen Gefahrensituationen entsprechend hoch sind. Daher kann das angegebene Verfahren wirksam dazu beitragen Blitzeis zu erkennen und die Unfallzahlen in derartigen Gefahrensituationen zu reduzieren, weil die Fahrer besser vorgewarnt werden können.In an additional development of the specified method, the predetermined condition comprises a predetermined temperature which must fall below a temperature of the air detected together with the detected moisture level. The predetermined temperature should be chosen such that additional hazard scenarios can be covered. Such an additional hazard scenario would be, for example, a recognized moisture of the road in combination with an outside temperature of less than 3 ° C, because from this temperature the risk for a freezing road surface increases significantly. Such a blitz ice mentioned danger situation is difficult to recognize for many drivers of vehicles, which is why the accident rates in such dangerous situations are correspondingly high. Therefore, the specified method can effectively help to detect flash ice and reduce the number of accidents in such dangerous situations, because the driver can be forewarned better.

In einer noch anderen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren die Schritte Erfassen einer Position des Fahrzeuges, wenn das Überwachungssignal ausgegeben wird, und Übertragen einer eine Gefahr anzeigenden Karteninformation an einen Server. Auf diese Weise kann die mit dem angegebenen Verfahren erfasste Information über den Fahrbahnzustand anderen Fahrzeugen bereitgestellt werden, die dann ebenfalls Fahrer vor Gefahrensituationen warnen kann, selbst wenn ihr Fahrzeug nicht über einen eingangs genannten Sensor verfügt. Die Erfassung der Position kann dabei beliebig erfolgen. Am geeignetsten ist dafür jedoch ein über ein GNSS Globales Navigationssatellitensystem erfasste Position des Fahrzeuges, weil diese reproduzierbar auch durch andere Fahrzeuge erfassbar ist. Übertragen werden können die Daten beispielsweise im Rahmen eines Fahrzeug-Ad-Hoc-Netzwerkes, wie beispielsweise ein Car2X-Netzwerk, aber auch über alternative Netzwerke, wie ein Mobilfunknetzwerk. In besonders günstiger Weise können die so gesammelten Daten über den Fahrbahnzustand auch weiter plausibilisiert werden, weil der Fahrbahnzustand von anderen Fahrzeugen unabhängig von der Bauart des verwendeten Messaufnehmers im Feuchtigkeitssensor reproduzierbar gemessen werden kann, so dass das Auswirkungen von Fehlmessungen deutlich verringert werden können.In yet another embodiment, the specified method includes the steps of detecting a position of the vehicle when the monitoring signal is issued and transmitting a danger-indicating map information to a server. In this way, the information about the road condition detected by the specified method can be provided to other vehicles, which can then likewise warn drivers of dangerous situations, even if their vehicle does not have a sensor mentioned at the outset. The detection of the position can be done arbitrarily. However, most suitable for this is a detected via a GNSS Global navigation satellite system position of the vehicle, because this is reproducibly detected by other vehicles. The data can be transmitted, for example, in the context of a vehicle ad hoc network, such as a Car2X network, but also via alternative networks, such as a mobile radio network. In a particularly favorable manner, the data collected about the road condition can also be made more plausible, because the road condition of other vehicles can be measured reproducibly in the moisture sensor regardless of the type of sensor used, so that the effects of incorrect measurements can be significantly reduced.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Assistieren eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeuges, die Schritte Empfangen eines mit einem der zuvor angegebenen Verfahren generierten Überwachungssignals und Eingreifen in das Fahrzeug basierend auf dem empfangenen Überwachungssignal.In accordance with another aspect of the invention, a method of assisting a driver in driving a vehicle includes the steps of receiving a monitoring signal generated using one of the aforementioned methods and engaging the vehicle based on the received monitoring signal.

Der Eingriff in das Fahrzeug kann beliebig erfolgen. Beispielsweise kann mit einer Geschwindigkeitsbegrenzung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf einen Wert begrenzt werden, der unterhalb eines bestimmten Sicherheitswertes liegt, bei dem eine sichere Führung des Fahrzeuges noch gewährleistet ist.The intervention in the vehicle can be arbitrary. For example, with a speed limit, the speed of the vehicle can be limited to a value that is below a certain safety value, in which a safe guidance of the vehicle is still guaranteed.

Zusätzlich kann das empfangene Überwachungssignal basierend auf einem Ergebnis aus einem Umfeldsensor vor dem Eingreifen in das Fahrzeug plausibilisiert werden. Geeignete Umfeldsensoren hierzu sind an Bord moderner Fahrzeuge häufig zu finden. Beispielsweise können hierzu Kameras verwendet werden, die auf der Fahrbahn das Auftreten von Schnee durch einen Helligkeitsvergleich erkennen können. Auch das Eingreifen einer Fahrdynamikregelung in ein Fahrzeug basierend auf über die Raddrehzahlen erkannten Gierraten des Fahrzeuges können für die Bewertung oder Plausibilisierung des Überwachungssignals herangezogen werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Verzögerungsverhalten des Fahrzeuges mit berücksichtigt werden.In addition, the received monitoring signal may be plausibility-checked based on a result from an environmental sensor prior to intervention in the vehicle. Suitable environmental sensors for this purpose can often be found on board modern vehicles. For example, cameras can be used for this purpose, which can detect the occurrence of snow by means of a comparison of brightness on the road. The intervention of a vehicle dynamics control in a vehicle based on yaw rates of the vehicle detected via the wheel speeds can also be used for the evaluation or plausibility check of the monitoring signal. Alternatively or additionally, a deceleration behavior of the vehicle can also be taken into account.

Das Überwachungssignal kann selbstverständlich im Rahmen der oben genannten Karteninformation empfangen werden, wobei das empfangende Fahrzeug selbst nicht über einen Eingangs genannten Feuchtigkeitssensor verfügen braucht.The monitoring signal can of course be received in the context of the above-mentioned map information, wherein the receiving vehicle itself does not need to have an input called moisture sensor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuer-vorrichtung eingerichtet, eines der angegebenen Verfahren durchzuführen.According to another aspect of the invention, a control device is arranged to perform one of the specified methods.

In einer Weiterbildung der angegebenen Steuervorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist eines der angegebenen Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.In a development of the specified control device, the specified device has a memory and a processor. In this case, one of the specified methods in the form of a computer program is stored in the memory and the Processor for carrying out the method provided when the computer program is loaded from the memory in the processor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.According to a further aspect of the invention, a computer program comprises program code means for performing all the steps of one of the specified methods when the computer program is executed on a computer or one of the specified devices.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt.According to another aspect of the invention, a computer program product includes program code stored on a computer-readable medium and, when executed on a data processing device, performs one of the specified methods.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug ein über wenigstens zwei Räder auf einer Fahrbahn tragbares Chassis und einen Feuchtigkeitssensor der am Chassis in Richtung Fahrbahn ausgerichtet ist. Dieser Sensor kann vorzugsweise mit einer luftdurchlässigen Membran, wie der eingangs genannte Feuchtigkeitssensor ausgeführt sein. Jedoch könnte prinzipiell auch jeder beliebige Feuchtigkeitssensor dazu eingesetzt werden.According to another aspect of the invention, a vehicle includes a chassis portable over at least two wheels on a roadway and a humidity sensor aligned with the chassis toward the roadway. This sensor may preferably be designed with an air-permeable membrane, such as the moisture sensor mentioned above. However, in principle any moisture sensor could be used.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei:The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings, in which:

1 eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeuges auf einer Straße, 1 a schematic representation of a vehicle on a road,

2 eine Prinzipdarstellung eines Feuchtigkeitssensors in dem Fahrzeug der 1, 2 a schematic diagram of a moisture sensor in the vehicle of 1 .

3 eine Prinzipdarstellung eines Fusionssensors in dem Fahrzeug der 1, und 3 a schematic representation of a fusion sensor in the vehicle of 1 , and

4 eine Prinzipdarstellung des Fahrzeuges aus 1 auf der Straße in einer schematischen Ansicht zeigen. 4 a schematic diagram of the vehicle 1 on the road in a schematic view.

In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.In the figures, the same technical elements are provided with the same reference numerals and described only once.

Es wird auf 1 Bezug genommen, die eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeuges 2 mit einem Chassis 4 zeigt, das auf Rädern 6 in einer in 4 angedeuteten Fahrrichtung 5 fahrbar getragen ist. In dem Fahrzeug 2 ist ein Fusionssensor 8 angeordnet.It will open 1 Reference is made to a schematic diagram of a vehicle 2 with a chassis 4 shows that on wheels 6 in an in 4 indicated direction of travel 5 is worn mobile. In the vehicle 2 is a fusion sensor 8th arranged.

Der Fusionssensor 8 empfängt in der vorliegenden Ausführungsform über einen an sich bekannten GNSS-Empfänger 10 Lagedaten 12 des Fahrzeuges 2, die unter anderem eine Absolutposition des Fahrzeuges 2 auf einer Fahrbahn 13 beschreiben. Neben der Absolutposition können die Lagedaten 12 aus dem GNSS-Empfänger 10 zusätzlich auch eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges 2 beschreiben. Die Lagedaten 12 aus dem GNSS-Empfänger 10 werden in der vorliegenden Ausführung in einer dem Fachmann bekannten Weise aus einem von einem GNSS-Satelliten ausgesendeten GNSS-Signal 14 in dem GNSS-Empfänger 10 abgeleitet, das über eine GNSS-Antenne 16 empfangen wird und daher nachstehend GNSS-Lagedaten 12 genannt. Für Details dazu wird auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.The fusion sensor 8th receives in the present embodiment via a known GNSS receiver 10 Location data 12 of the vehicle 2 , among other things, an absolute position of the vehicle 2 on a roadway 13 describe. In addition to the absolute position, the location data 12 from the GNSS receiver 10 In addition, a speed of the vehicle 2 describe. The location data 12 from the GNSS receiver 10 In the present embodiment, in a manner known to those skilled in the art, GNSS signals are transmitted from a GNSS satellite 14 in the GNSS receiver 10 Derived via a GNSS antenna 16 is received and therefore below GNSS location data 12 called. For details, refer to the relevant literature.

Der Fusionssensor 8 ist in einer noch zu beschreibenden Weise dazu ausgebildet, den Informationsgehalt der aus dem GNSS-Signal 14 abgeleiteten GNSS-Lagedaten 12 zu steigern. Dies ist einerseits notwendig, da das GNSS-Signal 14 einen sehr niedrigen Signal/Rauschbandabstand aufweisen und so sehr ungenau sein kann. Andererseits ist das GNSS-Signal 14 nicht ständig verfügbar.The fusion sensor 8th is designed in a manner to be described, the information content of the GNSS signal 14 derived GNSS location data 12 to increase. This is necessary on the one hand because the GNSS signal 14 have a very low signal / noise band gap and thus can be very inaccurate. On the other hand, the GNSS signal 14 not always available.

In der vorliegenden Ausführung weist das Fahrzeug 2 dazu einen Inertialsensor 18 auf, der Fahrdynamikdaten 20 des Fahrzeuges 2 erfasst. Darunter fallen bekanntermaßen eine Längsbeschleunigung, eine Querbeschleunigung sowie eine Vertikalbeschleunigung und eine Wankrate, eine Nickrate sowie eine Gierrate des Fahrzeuges 2. Diese Fahrdynamikdaten 20 werden in der vorliegenden Ausführung herangezogen, um den Informationsgehalt der GNSS-Lagedaten 12 zu steigern und beispielsweise die Position und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges 2 auf der Fahrbahn 13 zu präzisieren. Die präzisierten Lagedaten 22 können dann von einem Navigationsgerät 24 selbst dann verwendet werden, wenn das GNSS-Signal 14 beispielsweise unter einem Tunnel überhaupt nicht verfügbar ist.In the present embodiment, the vehicle 2 to an inertial sensor 18 on, the vehicle dynamics data 20 of the vehicle 2 detected. These include, as is known, a longitudinal acceleration, a lateral acceleration as well as a vertical acceleration and a roll rate, a pitch rate and a yaw rate of the vehicle 2 , This driving dynamics data 20 are used in the present embodiment to determine the information content of the GNSS location data 12 increase and for example the position and speed of the vehicle 2 on the roadway 13 to specify. The more precise location data 22 can then be from a navigation device 24 even used when the GNSS signal 14 for example, under a tunnel is not available at all.

Zur weiteren Steigerung des Informationsgehaltes der GNSS-Lagedaten 12 können in der vorliegenden Ausführung optional noch weitere Bewegungsaufnahmesensoren in Form von Raddrehzahlsensoren 26 verwendet werden, die die Raddrehzahlen 28 der einzelnen Räder 6 des Fahrzeuges 2 erfassen.To further increase the information content of the GNSS location data 12 In the present embodiment optionally further motion sensors in the form of wheel speed sensors 26 used, which are the wheel speeds 28 the individual wheels 6 of the vehicle 2 to capture.

Im Rahmen der vorliegenden Ausführung ist an dem Fahrzeug zusätzlich ein Temperatursensor 30 angeordnet, der an den Fusionssensor eine Umgebungstemperatur 32 um das Fahrzeug 2 außerhalb des Chassis 4 ermittelt. Ferner ist ein Feuchtigkeitssensor 34 angeordnet, der zur Fahrbahn 13 gerichtet ist und so eine relative Feuchtigkeit 36 in der Nähe der Fahrbahn 13 erfasst. Die relative Feuchtigkeit 36 wird nachstehend der Kürze halber einfach nur Feuchtigkeit bezeichnet. In the context of the present embodiment, a temperature sensor is additionally provided on the vehicle 30 arranged, which at the fusion sensor an ambient temperature 32 around the vehicle 2 outside the chassis 4 determined. Further, a humidity sensor 34 arranged to the roadway 13 is directed and so a relative humidity 36 near the road 13 detected. The relative humidity 36 Hereinafter, for the sake of brevity, simply humidity will be referred to.

Es wird auf 2 Bezug genommen, die den Feuchtigkeitssensor 34 der 1 schematisch im Detail zeigt.It will open 2 Reference is made to the humidity sensor 34 of the 1 schematically shows in detail.

Der Feuchtigkeitssensor 34 kann prinzipiell auf jedem zum Erfassen einer Feuchtigkeit geeigneten Messprinzip beruhen. Rein beispielhaft soll im Rahmen der vorliegenden Ausführung davon ausgegangen werden, dass der Feuchtigkeitssensor 34 aus zwei ineinandergreifenden Fingerelektroden 38 aufgebaut ist, die auf diese Weise eine Kapazität bilden. The moisture sensor 34 can in principle be based on any measuring principle suitable for detecting a moisture. Purely by way of example, it should be assumed in the context of the present embodiment that the moisture sensor 34 from two interlocking finger electrodes 38 is constructed, which form a capacity in this way.

Die Kapazität ist von der Permittivität oder Dielektrizität eines Materials im Zwischenraum 40 zwischen den beiden Fingerelektroden 38 abhängig. Wird das Material im Zwischenraum 40 der zu erfassenden Feuchtigkeit 36 ausgesetzt, dann ändert sich die Permittivität des Materials im Zwischenraum 40, was in an sich bekannter Weise durch Erfassen der Kapazität zwischen den Fingerelektroden 38 beispielsweise über eine Wechselspannungsbrücke geschehen kann. The capacitance is of the permittivity or dielectricity of a material in the gap 40 between the two finger electrodes 38 dependent. Is the material in the space 40 the moisture to be detected 36 exposed, then the permittivity of the material changes in the gap 40 , which in a conventional manner by detecting the capacitance between the finger electrodes 38 For example, via an AC bridge can be done.

Um jedoch die Feuchtigkeit 36 über der Fahrbahn 13 mit der größtmöglichen Zuverlässigkeit erfassen zu können sollte vermieden werden, dass in den Zwischenraum 40 zwischen die beiden Fingerelektroden 38 Spritzwasser 42 beispielsweise aus Pfützen oder anderen Wasserablagerungen auf der Fahrbahn 13 eindringt. Hierzu ist im Rahmen der vorliegenden Ausführung eine dampfdurchlässige Membran 43 angeordnet, die zwar für die zu messende Feuchtigkeitkeit 36 durchlässig ist, aber nicht für Spritzwasser 42 von der Fahrbahn 13.However, the humidity 36 above the roadway 13 to be able to capture with the utmost reliability should be avoided in the gap 40 between the two finger electrodes 38 splash 42 for example, from puddles or other water deposits on the road 13 penetrates. For this purpose, in the context of the present embodiment, a vapor-permeable membrane 43 arranged, although for the moisture to be measured 36 is permeable, but not for splashing 42 from the roadway 13 ,

Es wird auf 3 Bezug genommen, die eine Prinzipdarstellung des Fusionssensors 8 aus 1 zeigt.It will open 3 Reference is made to a schematic diagram of the fusion sensor 8th out 1 shows.

In den Fusionssensor 8 gehen die in 1 bereits erwähnten Messdaten ein. Der Fusionssensor 8 soll die präzisierten Lagedaten 22 ausgeben. Grundgedanke dazu ist es, die Information aus den GNSS-Lagedaten 12 den Fahrdynamikdaten 20 aus dem Inertialsensor 18 in ein Filter 44 gegenüberzustellen und so einen Signal/Rauschbandabstand in den GNSS-Lagedaten 12 des GNSS-Empfängers 10 oder den Fahrdynamikdaten 18 aus dem Inertialsensor 20 zu erhöhen. Dazu kann das Filter zwar beliebig ausgebildet sein, ein Kalman-Filter löst diese Aufgabe am wirkungsvollsten mit einem vergleichsweise geringen Rechenressourcenanspruch. Daher soll das Filter 44 nachstehend vorzugsweise ein Kalman-Filter 44 sein.In the fusion sensor 8th go in 1 already mentioned measurement data. The fusion sensor 8th should the specified situation data 22 output. The basic idea is to get the information from the GNSS location data 12 the driving dynamics data 20 from the inertial sensor 18 into a filter 44 and thus a signal / noise band gap in the GNSS position data 12 of the GNSS receiver 10 or the vehicle dynamics data 18 from the inertial sensor 20 to increase. For this purpose, the filter can indeed be designed as desired, a Kalman filter solves this task most effectively with a comparatively low computational resource claim. Therefore, the filter should 44 hereinafter preferably a Kalman filter 44 be.

In das Kalman-Filter 44 gehen die präzisierten Lagedaten 22 des Fahrzeuges 2 und Vergleichslagedaten 48 des Fahrzeuges 2 ein. Die präzisierten Lagedaten 22 werden in der vorliegenden Ausführung in einem beispielsweise aus der DE 10 2006 029 148 A1 bekannten Strapdown-Algorithmus 50 aus den Fahrdynamikdaten 20 generiert. Sie enthalten präzisierten Positionsinformationen über das Fahrzeug 2, aber auch andere Lagedaten über das Fahrzeug 2, wie beispielsweise seine Geschwindigkeit, seine Beschleunigung und sein Heading. Demgegenüber werden die Vergleichslagedaten 48 aus einem Modell 52 des Fahrzeuges 2 gewonnen, das zunächst einmal aus dem GNSS-Empfänger 10 mit den GNSS-Lagedaten 12 gespeist wird. Aus diesen GNSS-Lagedaten 12 werden dann in dem Modell 52 die Vergleichslagedaten 48 bestimmt, die die gleichen Informationen enthalten, wie die präzisierten Lagedaten 22. Die präzisierten Lagedaten 22 und die Vergleichslagedaten 48 unterscheiden sich lediglich in ihren Werten.In the Kalman filter 44 go the specified location data 22 of the vehicle 2 and comparative site data 48 of the vehicle 2 one. The more precise location data 22 be in the present embodiment in an example of the DE 10 2006 029 148 A1 known strapdown algorithm 50 from the vehicle dynamics data 20 generated. They contain more precise position information about the vehicle 2 , but also other location data about the vehicle 2 such as his speed, his acceleration and his heading. In contrast, the comparative situation data become 48 from a model 52 of the vehicle 2 First, the GNSS receiver 10 with the GNSS location data 12 is fed. From these GNSS location data 12 then be in the model 52 the comparison site data 48 determined, which contain the same information as the specified location data 22 , The more precise location data 22 and the comparison site data 48 differ only in their values.

Das Kalman-Filter 30 berechnet basierend auf den präzisierten Lagedaten 22 und den Vergleichslagedaten 48 einen Fehlerhaushalt 54 für die präzisierten Lagedaten 22 und einen Fehlerhaushalt 56 für die Vergleichslagedaten 48. Unter einem Fehlerhaushalt soll nachstehend ein Gesamtfehler in einem Signal verstanden werden, der sich aus verschiedenen Einzelfehlern bei der Erfassung und Übertragung des Signals zusammensetzt. Bei dem GNSS-Signal 14 und damit bei den GNSS-Lagedaten 12 kann sich ein entsprechender Fehlerhaushalt aus Fehlern der Satellitenbahn, der Satellitenuhr, der restlichen Refraktionseffekte und aus Fehlern im GNSS-Empfänger 10 zusammensetzen. The Kalman filter 30 calculated based on the specified location data 22 and the comparison site data 48 a fault budget 54 for the more precise location data 22 and a fault budget 56 for the comparison site data 48 , A fault budget is understood below to mean a total error in a signal composed of various individual errors in the acquisition and transmission of the signal. At the GNSS signal 14 and with the GNSS location data 12 For example, a corresponding error budget can result from errors in the satellite orbit, the satellite clock, the remaining refraction effects and errors in the GNSS receiver 10 put together.

Der Fehlerhaushalt 54 der präzisierten Lagedaten 22 und der Fehlerhaushalt 56 der Vergleichslagedaten 48 werden dann entsprechend dem Strapdown-Algorithmus 50 und dem Modell 52 zur Korrektur der präzisierten Lagedaten 22 beziehungsweise der Vergleichslagedaten 48 zugeführt. Das heißt, dass die präzisierten Lagedaten 22 und die Vergleichslagedaten 48 iterativ um ihre Fehler bereinigt werden.The fault budget 54 the specified situation data 22 and the fault budget 56 the comparison site data 48 then be according to the strapdown algorithm 50 and the model 52 to correct the specified position data 22 or the comparative position data 48 fed. That is, the specified location data 22 and the comparison site data 48 iteratively to be purged of their mistakes.

Das Fusionsfilter 8 kann damit basierend auf der zuvor beschriebenen Fusion der Sensordaten eine sehr präzise Position 22 des Fahrzeuges auf der Straße 13 bestimmen. Diese präzise Position 22 soll in nachstehender Weise dazu genutzt werden, eine digitale Karte mit Karteninformationen 58 zu erstellen oder eine bereits vorhandene Karte mit Karteninformationen 58 zu vervollständigen, aus denen in 5 gezeigte Feuchtigkeitsbereiche 60 auf der Fahrbahn 13 erkennbar sind, auf denen der Reibbeiwert der Fahrbahn 13 so gering ist, dass eine deutliche Rutschgefahr für das Fahrzeug 2 besteht. Diese Karteninformation 58 kann dann vom Fahrzeug 2 selbst oder von anderen Fahrzeugen 62 dazu für Warnungen oder Fahrerassistenzfunktionen, wie beispielsweise eine automatische Geschwindigkeitsabregelung herangezogen werden.The fusion filter 8th can thus be a very precise position based on the previously described fusion of the sensor data 22 of the vehicle on the road 13 determine. This precise position 22 should be used in the following way, a digital map with map information 58 to create or an existing map with map information 58 to complete that in 5 shown humidity ranges 60 on the roadway 13 are recognizable, on which the coefficient of friction of the roadway 13 so low is that a significant slip hazard for the vehicle 2 consists. This map information 58 can then from the vehicle 2 even or from other vehicles 62 in addition for warnings or driver assistance functions, such as For example, an automatic speed control can be used.

Hierzu wird mit dem Feuchtigkeitssensor 34 die Feuchtigkeit 36 auf der Fahrbahn 13 erfasst. Fällt beispielsweise Regen, so liegt die Feuchtigkeit 36 bei 100%. Die erfasste Feuchtigkeit 36 wird dann in einer Überwachungseinrichtung 64 beispielshaft mit einer vorbestimmten Bedingung in Form eines vorbestimmten Feuchtigkeitsgrades 66 verglichen. Überschreitet die erfasste Feuchtigkeit 36 den vorbestimmten Feuchtigkeitsgrad 66, dann kann die Feuchtigkeit 36 an eine Sendeeinrichtung 68 weitergeleitet werden, die aus der erfassten Feuchtigkeit 36 und der Lagedaten 22 des Fahrzeuges 2 die oben genannte Karteninformation 58 generiert und über eine Antenne 70 an einen nicht weiter dargestellten Server sendet. Optional kann dabei in nicht weiter dargestellter Weise in die Karteninformation 58 auch die Temperatur 32 mit aufgenommen werden.This is done with the humidity sensor 34 the humidity 36 on the roadway 13 detected. If, for example, rain falls, then the humidity is 36 at 100%. The detected humidity 36 is then in a monitoring device 64 for example, with a predetermined condition in the form of a predetermined degree of humidity 66 compared. Exceeds the detected humidity 36 the predetermined degree of humidity 66 , then the moisture can 36 to a transmitting device 68 be forwarded from the detected moisture 36 and the location data 22 of the vehicle 2 the above map information 58 generated and via an antenna 70 sends to a server not shown. Optionally, in a manner not shown in the map information 58 also the temperature 32 to be included.

Alternativ kann, wie in 4 gezeigt, aus der erfassten Feuchtigkeit 36 und der Umgebungstemperatur 32 in einer Berechnungseinrichtung 71 der Abstand 72 der erfassten Feuchtigkeit 36 vom Taupunkt berechnet werden, der analog zu 4 aber nur dann als Karteninformation 58 versendet werden kann, wenn der Abstand 72 vom Taupunkt einen vorbestimmten Abstand 74 unterschreitet. Auch hier kann daneben auch die Umgebungstemperatur 32 mit in die Karteninformation 58 mit aufgenommen werden.Alternatively, as in 4 shown from the detected moisture 36 and the ambient temperature 32 in a calculation device 71 the distance 72 the detected humidity 36 be calculated from the dew point, analogous to 4 but only as map information 58 can be shipped when the distance 72 from the dew point a predetermined distance 74 below. Also here can also the ambient temperature 32 with in the map information 58 to be included.

Die beiden in 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiele können auch miteinander kombiniert werden. Auch wäre es möglich, die erfasste Feuchtigkeit 36 und/oder den Abstand 72 vom Taupunkt unabhängig von irgendeiner Bedingung stets in der Karteninformation 58 zu versenden. The two in 3 and 4 embodiments shown can also be combined. Also, it would be possible to capture the moisture 36 and / or the distance 72 from the dew point, regardless of any condition always in the map information 58 to send.

Das Fahrzeug 2 könnte die auf diese Weise gesammelten Karteninformationen 58 für die eigene Fahrt verwenden. Aber auch jedes andere Fahrzeug 62 auf der Straße könnte die Karteninformationen 58 verwenden, wenn es über eine geeignete Empfangseinrichtung mit einer Antenne 70 verfügt. Dies soll nachstehend anhand von 5 näher verdeutlicht werden.The vehicle 2 could be the card information collected in this way 58 to use for your own drive. But also every other vehicle 62 On the road could be the card information 58 use if it has a suitable receiving device with an antenna 70 features. This will be explained below with reference to 5 be made clearer.

Angenommen, dass das Fahrzeug 2 auf der Straße 13 beispielsweise von einem Startpunkt 76 zu einem Zielpunkt 78 fährt und in einem Bereich 80 dazwischen eine den vorbestimmten Feuchtigkeitsgrad 66 übersteigende Feuchtigkeit 36 erfasst, dann würde dies im Rahmen der in 3 und 4 beschriebenen Sensoren 8 als Karteninformation 58 an einen Server 82 übertragen werden.Suppose that the vehicle 2 in the street 13 for example, from a starting point 76 to a destination point 78 drives and in one area 80 in between a predetermined degree of humidity 66 excessive humidity 36 recorded, then this would be done in the context of 3 and 4 described sensors 8th as map information 58 to a server 82 be transmitted.

Weitere Fahrzeuge 62, wie beispielsweise entgegenkommende Fahrzeuge 62 könnten diese Karteninformation 58 nun vom Server 82 diese Karteninformation 58 abrufen und dann in der oben genannten Weise entweder den Fahrer passiv warnen und/oder durch ein Fahrerassistenzsystem aktiv reagieren.Other vehicles 62 such as oncoming vehicles 62 could this map information 58 now from the server 82 this map information 58 and then either passively warn the driver in the above-mentioned manner and / or actively react by means of a driver assistance system.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2011/098333 A1 [0002]
DE 102006029148 A1 [0047]

Claims

Moisture sensor ( 34 ) for detecting a surface condition of a roadway ( 13 ), comprising a sensor ( 38 ) for detecting a degree of humidity ( 36 ) in the sensor ( 38 ) surrounding air, and a sensor ( 38 ) before wet ( 42 ) protective filter element ( 43 ), which is vapor permeable to atmospheric moisture ( 36 ) to the sensor ( 38 ) to let happen.

Moisture sensor according to claim 1, wherein the filter element ( 43 ) is a vapor permeable membrane.

Moisture sensor according to claim 1 or 2, comprising a further sensor ( 30 ) for detecting a temperature ( 32 ) the air.

Method for monitoring a road condition with a sensor ( 34 ) according to any one of the preceding claims, comprising: - detecting a degree of humidity ( 36 ) of the air, - outputting a monitoring signal ( 58 ) based on a predetermined condition ( 66 . 74 ) for the degree of humidity ( 36 ).

Method according to claim 4, wherein the predetermined condition ( 66 . 74 ) a predetermined degree of humidity ( 66 ), which depends on the detected moisture level ( 36 ) must be achieved.

Method according to claim 4 or 5, comprising detecting a distance ( 72 ) to the dew point based on the detected moisture level ( 36 ) and one together with the detected moisture level ( 36 ) detected temperature ( 32 ) of the air, the predetermined condition ( 66 . 74 ) a predetermined distance ( 74 ) to the dew point that the detected distance ( 72 ) below the dew point.

Method according to one of claims 4 to 6, wherein the predetermined condition comprises a predetermined temperature, which together with the detected degree of humidity ( 36 ) detected temperature ( 32 ) below the air.

Method according to one of the preceding claims 4 to 7, comprising detecting a position ( 22 ) of the vehicle ( 22 ), when the monitoring signal ( 58 ), and transmitting a danger-indicating map information ( 58 ) to a server ( 82 ).

Method for assisting a driver when driving a vehicle ( 62 ), comprising: - receiving a monitoring signal generated by a method according to any one of claims 4 to 8 ( 58 ), and - intervention in the vehicle ( 62 ) based on the received monitoring signal ( 58 ).

Control device ( 8th ) arranged to perform a method according to any one of claims 4 to 9.