DE102016213369A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Totwinkelbereichs eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Totwinkelbereichs (50) eines Fahrzeugs (1), insbesondere bei einem Spurwechsel oder einer Kurvenfahrt, bei dem ein Signal wenigstens eines in Bezug zur Fahrtrichtung (5) des Fahrzeugs (1) einen seitlichen Erfassungsbereich (21, 22) aufweisenden Ultraschallsensors (11, 12) und das Signal eines Lenkwinkelsensors (25) zur Überwachung des Totwinkelbereichs (50) verwendet werden. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Überwachung des Totwinkelbereichs (50) ausschließlich anhand der Eingangssignale eines im Bereich einer Fahrzeugfront des Fahrzeugs (1) angeordneten Ultraschallsensors (11, 12) ermittelt wird, wobei die Eingangssignale des Ultraschallsensors (11, 12) nur berücksichtigt werden, wenn mittels des Lenkwinkelsensors (25) ein Fahrspurwechsel oder eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs (1) erkannt wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Totwinkelbereichs eines Fahrzeugs, insbesondere bei einem Spurwechselmanöver oder einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2012 204 948 A1 der Anmelderin bekannt. Das bekannte Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass am Fahrzeug Sensorelemente angeordnet bzw. verbaut sind, die in Bezug zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs einen seitlichen Erfassungsbereich aufweisen. Üblicherweise kommen dabei mit der Verwendung von Ultraschallsensoren als Sensorelemente im Bereich des Fahrzeughecks sowie im Bereich der Fahrzeugfront in den Stoßfängern eingebaute Sensoren zur Anwendung. Mittels derartiger Ultraschallsensoren lässt sich beispielsweise ein von hinten in den Totwinkelbereich eines Fahrzeugs eintretendes anderes Fahrzeug dadurch erfassen, dass zunächst der im Bereich des Fahrzeughecks angeordnete Ultraschallsensor das sich dem Totwinkelbereich nähernde Fahrzeug erfasst. Anschließend wird das sich nähernde Fahrzeug von dem im Bereich der Fahrzeugfront angeordneten Ultraschallsensor erfasst. Wesentlich dabei ist, dass die Erfassung eines derartigen anderen Fahrzeugs stets zunächst über den im Bereich des Fahrzeughecks seitlich angeordneten Ultraschallsensor erfolgt. In der gleichen Schrift ist erwähnt, dass zusätzlich oder alternativ auch andere Sensorsysteme, beispielsweise radargestützte Sensorsysteme oder aber bildverarbeitende Sensorsysteme, verwendet werden können. Besonders kritisch bzgl. der sicheren Überwachung des Totwinkelbereichs sind Fahrsituationen, bei denen sich ein Fahrzeug beispielsweise im Bereich einer Autobahnzuführung entlang einer gekrümmten Fahrbahn bewegt, um sich anschließend durch Einfädeln in eine andere Fahrbahn einzuordnen. Eine derartige Fahrsituation zeichnet sich dadurch aus, dass aufgrund des größeren Abstands des Fahrzeughecks im Vergleich zur Fahrzeugfront zu der parallel zur gekrümmten Fahrbahn verlaufenden Fahrspur es insbesondere bei Verwendung von Ultraschallsensoren aufgrund deren relativ geringen Reichweite der Ultraschallsensoren dazu kommen kann, dass ein im Bereich des Fahrzeughecks befindliches Fahrzeug von dem am Fahrzeugheck angeordneten Ultraschallsensor nicht erkannt wird.
  • Aus der DE 10 2011 104 740 A1 ist es weiterhin bekannt, mittels der Daten eines radargestützten Systems die Daten von Ultraschallsensoren bei einem Spurwechsel bzw. zur Totwinkelüberwachung zu plausibilisieren. Das bekannte Verfahren bzw. die dazu erforderliche Vorrichtung ist jedoch durch die unterschiedlichen Sensorsysteme relativ aufwendig aufgebaut.
  • Aus der EP 2 151 358 B1 ist es bekannt, den Totwinkelbereich bei einem Lkw durch wenigstens einen seitlich angeordneten Ultraschallsensor zu überwachen. Besonders kritische Fahrsituationen, die bei einem Fahrzeug auftreten, wenn dieses beispielsweise abbiegt, sodass es mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer Kollision mit einem im Totwinkelbereich befindlichen Objekt führt, sind bei der genannten Schrift insofern nicht berücksichtigt, als dass beispielsweise keine Spurwechsel- bzw. Abbiegemanöver erwähnt sind.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines Totwinkelbereichs bei einer Kurvenfahrt oder einem Spurwechselmanöver eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es alleine unter Nutzung des in einem Frontbereich angeordneten, einen seitlichen Erfassungsbereich aufweisenden Ultraschallsensors eine sichere und zuverlässige Erkennung von kritischen Zuständen erlaubt, die dadurch auftreten, dass sich ein Objekt bzw. Fahrzeug in einem Totwinkelbereich des Fahrzeugs befindet.
  • Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zusätzlich zur Auswertung der Eingangssignale des entsprechenden, im Bereich der Fahrzeugfront angeordneten Ultraschallsensors die Signale eines Lenkwinkelsensors verwendet werden, um einen Spurwechselvorgang oder eine Kurvenfahrt relativ einfach erkennen zu können.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung eines Totwinkelbereichs bei einer Kurvenfahrt oder einem Spurwechselmanöver eines Fahrzeugs sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • Um Spurwechselmanöver in beide Richtungen, bezogen auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs überwachen zu können, sind beidseitig des Fahrzeugs im Bereich der Fahrzeugfront Ultraschallsensoren angeordnet, die einen seitlichen Erfassungsbereich aufweisen.
  • Um Fehlmeldungen zu vermeiden, die von einem Ultraschallsensor bei einem Fahrspurwechsel erzeugt werden, der auf der hinsichtlich des Totwinkelbereichs unkritischen Seiten angeordnet ist, wird vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit der Richtung, in der der Fahrspurwechsel erfolgt, ausschließlich ein in Richtung des Fahrspurwechsels angeordneter Ultraschallsensor aktiviert wird.
  • Eine besonders zuverlässige und genaue Einschätzung hinsichtlich der Gefährdung eines von dem betreffenden Ultraschallsensor erfassten Objekts oder Fahrzeugs wird ermöglicht, wenn bei der Erkennung des kritischen Zustandes eine Trajektorie des Fahrzeugs sowie ggf. eine Trajektorie eines erfassten Objekts bzw. Fahrzeugs berücksichtigt werden.
  • Darüber hinaus lässt sich ein erfasstes Objekt bzw. Fahrzeug hinsichtlich seiner möglichen Gefährdung für das Fahrzeug besonders gut einschätzen, wenn bei der Erkennung des kritischen Zustands die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder die Fahrgeschwindigkeit eines erkannten Objekts bzw. Fahrzeugs berücksichtigt werden/wird. So kann insbesondere über eine Annäherungsgeschwindigkeit eines Objekts im Vergleich zur eigenen Fahrgeschwindigkeit ggf. auf feststehende Objekte, wie Fahrbahnbegrenzungen oder Ähnlichem geschlossen werden, die hinsichtlich des Fahrspurwechsels unkritisch sind.
  • Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Überwachung eines Totwinkelbereichs bei einer Kurvenfahrt oder einem Spurwechselmanöver eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens zwei, zu unterschiedlichen Seiten, in Bezug zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtete Ultraschallsensoren in einem Fahrzeugfrontbereich angeordnet sind.
  • Insbesondere weisen Parkassistenzsysteme, die dazu ausgebildet sind, beim Vorbeifahren an einer Parklücke die Länge der Parklücke zu vermessen, zusätzlich weitere, im Bereich des Fahrzeughecks bzw. der Fahrzeugfront angeordnete Ultraschallsensoren auf. Es ist daher bevorzugt vorgesehen, eine derartige, an sich bekannte Vorrichtung eines Parkassistenzsystems zu nutzen, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Die Vorrichtung hat insbesondere den Vorteil, dass außer einer entsprechenden Auswerteschaltung bzw. Logik gegenüber dem vorhandenen Parkassistenzsystem keinerlei zusätzliche Sensoren bzw. andere, die Kosten der Vorrichtung erhöhende Einrichtungen erforderlich sind.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
  • Diese zeigt in:
  • 1 in Draufsicht eine Darstellung einer Fahrsituation, bei der sich ein Fahrzeug im Bereich einer Einfädelspur in Richtung einer anderen Fahrbahn bewegt,
  • 2 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 3 bis 5 jeweils Schaubilder zur Verdeutlichung der Eingangssignale eines im Fahrzeugfrontbereich angeordneten Ultraschallsensors bei unterschiedlichen erfassten Objekten.
  • Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • In der 1 ist eine Fahrsituation dargestellt, bei der sich ein erstes Fahrzeug 1 im Bereich einer gekrümmten Fahrspur 2 entlangbewegt, die als Zufahrt zu einer Fahrspur 3 dient, auf der ein zweites Fahrzeug 4 entlangfährt. Die erste Fahrspur 1 verläuft dabei zunächst noch auf einer gewissen Wegstrecke parallel zur zweiten Fahrspur 4, wobei es der Fahrer des ersten Fahrzeugs 1 beabsichtigt, von der sich im weiteren Verlauf verengenden ersten Fahrspur 1 (nicht dargestellt) auf die zweite Fahrspur 3 zu wechseln, d. h., ein Spurwechselmanöver durchzuführen.
  • Das erste Fahrzeug 1 weist eine Vorrichtung 10 zur Überwachung eines Totwinkelbereichs 50 bei einer Kurvenfahrt und/oder einem Spürwechselmanöver auf. Die Vorrichtung 10 umfasst zumindest zwei, in Bezug auf die Fahrtrichtung 5 des ersten Fahrzeugs 1 auf unterschiedlichen Seiten angeordnete Ultraschallsensoren 11, 12, deren Erfassungsbereiche 21, 22 seitlich in Bezug zur Fahrtrichtung 5 des ersten Fahrzeugs 1 ausgerichtet sind, wobei sich die beiden Ultraschallsensoren 11, 12 im Bereich der Fahrzeugfront 6 des ersten Fahrzeugs 1, vorzugsweise im Bereich des Fahrzeugfrontstoßfängers, befinden.
  • Zusätzlich weist das erste Fahrzeug 1 zwei, in Bezug zur Fahrtrichtung 5 des ersten Fahrzeugs 1 ebenfalls auf unterschiedlichen Seiten angeordnete Ultraschallsensoren 13, 14 auf, deren Erfassungsbereiche 23, 24 ebenfalls in Bezug auf die Fahrtrichtung 5 seitlich angeordnet sind, jedoch im Bereich des Fahrzeughecks 7.
  • Die Ultraschallsensoren 11 bis 14 sind insbesondere Bestandteil eines Parkassistenzsystems des ersten Fahrzeugs 1. Hierzu weist das erste Fahrzeug 1 darüber hinaus im Bereich des Fahrzeughecks bzw. der Fahrzeugfront üblicherweise weitere Ultraschallsensoren 15 bis 18 auf, deren Erfassungsbereiche (nicht dargestellt) in Fahrtrichtung 5 nach vorne bzw. nach hinten ausgerichtet sind. Die Vorrichtung 10 umfasst weiterhin einen Lenkwinkelsensor 25, der dazu ausgebildet ist, den Lenkwinkel der Vorderräder des ersten Fahrzeugs 1 zu erfassen und an eine Steuereinrichtung 30 als Eingangssignal zuzuführen. Mittels der Steuereinrichtung 30 wird erkannt, ob das erste Fahrzeug 1 geradeaus fährt oder sich im Bereich einer Kurve befindet bzw. ein Spurwechselmanöver stattfindet. Hierzu kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass insbesondere der Blinker des ersten Fahrzeugs 1 ebenfalls mit der Steuereinrichtung 30 verbunden ist, um einen geplanten Spurwechsel zu verifizieren. Falls vorhanden, können auch Navigationsdaten, anhand derer sowohl die Position des ersten Fahrzeugs 1, als auch der Verlauf der Fahrspuren 2 und 3 bekannt ist, der Steuereinrichtung 30 als Eingangswerte zugeführt werden.
  • Anhand der 1 ist erkennbar, dass während der Kurvenfahrt des ersten Fahrzeugs 1 entlang der gekrümmten Fahrspur 2 der linke hintere Erfassungsbereich 22 des Ultraschallsensors 12 nicht das seitlich neben dem ersten Fahrzeug 1 befindliche zweite Fahrzeug 4 erfasst. Das zweite Fahrzeug 4 wird lediglich von dem Ultraschallsensor 11 bzw. dem Erfassungsbereich 21 erfasst, falls das zweite Fahrzeug 4 eine höhere Fahrtgeschwindigkeit v4 aufweist als das erste Fahrzeug 1, das eine Fahrtgeschwindigkeit v1 hat.
  • Um eine derartige kritische Fahrsituation, bei der sich das zweite Fahrzeug 4 in dem Totwinkelbereich 50 des ersten Fahrzeugs 1 befindet, zu detektieren, wird die Vorrichtung 10 auf nachfolgend beschriebene Art und Weise betrieben. Mit Blick auf die 2 wird hierbei erläutert, dass zunächst in einem ersten Schritt 101 die Vorrichtung 10 aktiviert wird. Bedingung für die Aktivierung ist beispielsweise zunächst, dass die Fahrgeschwindigkeit v1 des ersten Fahrzeugs 1 größer Null ist. Anschließend wird in einem zweiten Schritt 102 überprüft, ob der von dem Lenkwinkelsensor 25 der Steuereinrichtung 30 als Eingangswert zugeführte Wert auf ein Spurwechselmanöver hindeutet oder sich das Fahrzeug 1, wie in der 1 dargestellt, auf einer Kurvenfahrt befindet. Ist dies der Fall, so wird in einem dritten Schritt 103 überprüft, ob das zweite Fahrzeug 4 von dem in Richtung des geplanten Spurwechsels bzw. auf der anderen Seite der Kurvenrichtung befindlichen, linken vorderen Ultraschallsensor 11 erfasst wird, d.h., ob sich das zweite Fahrzeug 4 innerhalb des Erfassungsbereichs 21 befindet. Ist dies der Fall, wird in einem vierten Schritt 104 ggf. überprüft, ob eine Trajektorie des zweiten Fahrzeugs 4 mit Blick auf die Trajektorie des ersten Fahrzeugs 1 zu einer Kollision führt. Ist dies der Fall, wird in einem fünften Schritt 105 ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben, beispielsweise in optischer und/oder akustischer Art und Weise, wie dies an sich bekannt ist.
  • Bei der in der 1 dargestellten Fahrsituation können unterschiedliche Szenarien auftreten, die von der Steuereinrichtung 30 mit Blick auf eine mögliche Kollisionsgefahr beurteilt werden müssen. Insbesondere ist dabei auch der Fall denkbar, dass im Gegensatz zu der in der 1 dargestellten Situation kein zweites Fahrzeug 4 vorhanden ist, sondern eine seitliche Fahrbahnbegrenzung 8, insbesondere in Form einer Fahrbahnplanke, die bei einer Annäherung des ersten Fahrzeugs 1 aufgrund der gekrümmten Fahrspur 2 keine potentielle Gefährdungssituation darstellt. Hierzu wird nunmehr zunächst auf die Darstellung der 3 verwiesen. Dabei ist auf der x-Achse der zeitliche Verlauf des von dem Ultraschallsensor 11 erfassten Signals und dessen von der Steuereinrichtung 30 hieraus berechneter Abstand a zu einem erfassten Objekt dargestellt. Insbesondere erkennt man, dass der Signalverlauf des Abstandssignals A eine Verringerung des Abstands a zwischen dem erfassten Objekt und dem Ultraschallsensor 11 zeigt, der nahezu linear erfolgt. Eine derartige Situation tritt typischerweise dann auf, wenn eine Fahrbahnbegrenzung 8 vorhanden ist, an die sich das erste Fahrzeug 1 bei einem Spurwechselmanöver bzw. einer Kurvenfahrt kontinuierlich annähert.
  • Demgegenüber ist in der 4 der Fall dargestellt, bei dem sich der Abstand a zwischen einem erfassten Objekt und dem Ultraschallsensor 11 sehr schnell verringert und anschließend wieder vergrößert. Ein derartiger Signalverlauf des Abstandssignals A ist typisch für den Fall, dass ein zweites Fahrzeug 4 vorhanden ist, das sich mit einem relativ hohen Fahrtüberschuss an dem ersten Fahrzeug 1 vorbei bewegt.
  • Zuletzt wird auf die 5 verwiesen. Dabei ist erkennbar, dass sich der Abstand a zwischen einem erfassten Objekt und dem Ultraschallsensor 11 zunächst mit relativ geringer Veränderungsgeschwindigkeit verkleinert t und anschließend ebenfalls mit relativ geringer Veränderungsgeschwindigkeit wieder vergrößert. Ein derartiger Fall ist typisch für den Fall, dass es sich bei dem erfassten Objekt z.B. um ein relativ langes Fahrzeug 4, beispielsweise einen Lkw, handelt.
  • Das soweit beschriebene Verfahren bzw. die Vorrichtung 10 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
  • 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
    • DE 102012204948 A1 [0002]
    • DE 102011104740 A1 [0003]
    • EP 2151358 B1 [0004]

Claims (7)

  1. Verfahren zur Überwachung eines Totwinkelbereichs (50) eines Fahrzeugs (1), insbesondere bei einem Spurwechsel oder einer Kurvenfahrt, bei dem ein Signal wenigstens eines in Bezug zur Fahrtrichtung (5) des Fahrzeugs (1) einen seitlichen Erfassungsbereich (21, 22) aufweisenden Ultraschallsensors (11, 12) und das Signal eines Lenkwinkelsensors (25) zur Überwachung des Totwinkelbereichs (50) verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung des Totwinkelbereichs (50) ausschließlich anhand der Eingangssignale eines im Bereich einer Fahrzeugfront des Fahrzeugs (1) angeordneten Ultraschallsensors (11, 12) ermittelt wird, wobei die Eingangssignale des Ultraschallsensors (11, 12) nur berücksichtigt werden, wenn mittels des Lenkwinkelsensors (25) ein Fahrspurwechsel oder eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs (1) erkannt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Richtung, in der der Fahrspurwechsel oder die Kurvenfahrt erfolgt, ausschließlich ein in Richtung des Fahrspurwechsels oder entgegen einer Kurvenrichtung angeordneter Ultraschallsensor (11, 12) aktiviert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erkennung eines Objekts im Totwinkelbereich (50) eine Trajektorie des Fahrzeugs (1) sowie ggf. eine Trajektorie eines erfassten Objekts (4) berücksichtigt wird/werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erkennung eines Objekts (4) im Totwinkelbereich (50) die Fahrgeschwindigkeit (v1) des Fahrzeugs (1) und/oder die Fahrgeschwindigkeit (v4) eines erkannten Objekts (4) berücksichtigt werden/wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des zeitlichen Verlaufs des Abstandssignals (A) auf ein bestimmtes Objekt (8) bzw. Fahrzeug (4) geschlossen wird.
  6. Vorrichtung (10) zur Überwachung eines Totwinkelbereichs (50) eines Fahrzeugs (1), wobei die Vorrichtung (10) nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 arbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei an unterschiedlichen Seiten in Bezug zur Fahrtrichtung (5) des Fahrzeugs (1) angeordnete Ultraschallsensoren (11, 12) mit jeweils einem seitlichen Erfassungsbereich (21, 22) in einem Fahrzeugfrontbereich (6), vorzugsweise in einem Stoßfänger des Fahrzeugs (1), angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich eines Fahrzeughecks (7) und im Fahrzeugfrontbereich (6) weitere Ultraschallsensoren (13 bis 18) als Bestandteil eines Parkassistenzsystems angeordnet sind.
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