DE19956928C2

DE19956928C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Zustands einer Fahrbahnoberfläche

Info

Publication number: DE19956928C2
Application number: DE1999156928
Authority: DE
Inventors: Horst Flechtner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2019-11-27
Also published as: DE19956928A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Be stimmung des Zustands einer Fahrbahnoberfläche nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 9.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen, insbesondere zur Ermittlung von Eis oder Nässe auf der Fahrbahn, sind beispielsweise aus der DE 41 33 359 C2 und der EP 0 898 148 A2 bekannt. Die bei den bekannten Systemen ver wendeten optoelektronischen Sensoren weisen eine Lichtquelle auf, die grundsätzlich im Dauerbetrieb arbeitet. Lediglich bei Stillstand des Fahrzeu ges wird die Lichtquelle abgeschaltet.

Derartige Sensoren arbeitet mit einer Lichtquelle, die erfahrungsgemäß eine durchschnittliche Leistung von ca. 10 Watt benötigt. Werden für spezielle Fahrwerksregelsysteme zwei Sensoren benötigt, verdoppelt sich die benö tigte Leistung, obwohl im Sommer auf trockener Fahrbahn kaum mit Eis- oder Aquaplaning-Gefahr gerechnet werden muß. Der Leistungsbedarf der Auswertung ist dagegen vernachlässigbar gering. Ein dauerhafter Leistungs bedarf von ca. 10-20 Watt wirkt sich negativ auf die Energiebilanz der Batte rie und den Kraftstoffverbrauch aus. Darüber hinaus sinkt die Lebenserwar tung der Lichtquelle mit der Betriebszeit.

Weiterhin ist aus der DE 38 16 416 A1 ein Verfahren zur Bestimmung des Zustandes einer Fahrbahnoberfläche bekannt, bei dem mittels einer Licht quelle Licht auf die Fahrbahnoberfläche ausgesandt wird, bei dem das re flektierte Licht mittels eines optoelektronischen Sensors erfasst und ausge wertet wird und bei dem die Lichtquelle abhängig von einem Betriebspara meter angesteuert wird. Dabei kann die Lichtquelle Licht im Pulsbetrieb aus senden. Der Pulsbetrieb wird zur Energieeinsparung vorgegeben. Die Si cherheit mit kritischer werdender Fahrsituation wird bei dieser Druckschrift nicht berücksichtigt.

Ergänzend wird auf die Druckschriften DE 41 33 359 C2, DE 44 37 577 A1 und DE 197 36 138 A1 hingewiesen, die verschiedene Verfahren für opti sche Messungen des Zustands einer Fahrbahnoberfläche im allgemeinen beschreiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrich tung eingangs genannter Art derart zu verbessern, daß die vorgenannten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 9 ver fahrens- und vorrichtungsmäßig gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß wird die Lichtquelle, wenn nicht die volle Lichtleistung bzw. wenn nicht eine Dauerlichtleistung benötigt wird, getaktet angesteuert. Erfah rungsgemäß ist bereits nach einigen Millisekunden die für die spektrale Mes sung notwendige Farbtemperatur erreicht, so daß der getaktete Betrieb die Meßdynamik kaum beeinträchtigt. Ebenso hat sich herausgestellt, daß der getaktete Betrieb die Lebenserwartung der Lichtquelle nicht negativ beein flußt. Für eine Messung zur Bestimmung des Zustands der Fahrbahnober fläche reicht erfahrungsgemäß ein Aufleuchten der Lichtquelle für ca. 10-100 ms bereits aus.

Die jeweils vorzugebende Taktfrequenz kann abhängig von mindestens ei nem Betriebsparameter variabel vorgegeben werden. Hierzu weist der Sen sor entweder eine einfache Logikschaltung oder eine Intelligenz auf. Ebenso erhält der Sensor Eingangssignale, die bestimmte Betriebsparameter wie dergeben, wie z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Außentemperatur. Hierzu kann der Sensor beispielsweise an einem im Fahrzeug ohnehin vorhandenen digitalen Informationsbus angeschlossen sein. Der Sensor paßt die Taktfrequenz der Lichtquelle an die erforderliche Meßfrequenz des Sensors an.

Allgemein sollen einerseits die Taktfrequenz der Lichtquelle und damit die Meßfrequenz des Sensors zur Erhöhung der Sicherheit mit kritischer wer dender Fahrsituation erhöht werden, andererseits soll bei unkritischen Fahr situationen zur Energieeinsparung die Frequenz reduziert werden.

Besonders vorteilhaft ist die Vorgabe der Taktfrequenz proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit, ggf. auch in Verbindung mit weiteren Parametern. Die Taktfrequenz der Lichtquelle und damit auch die Meßfrequenz des Sen sors steigen beispielsweise mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit bei gleichbleibender Nässe, da das Kraftschlußpotential der Reifen sinkt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Taktfre quenz abhängig von der Außentemperatur vorgegeben. Beispielsweise wird die Taktfrequenz erhöht, wenn die Außentemperatur unterhalb einer ersten Schwelle (z. B. 3°C) liegt. Ebenso kann die Taktfrequenz erhöht werden, wenn ein schnelles Abfallen der Außentemperatur erkannt wird und die Au ßentemperatur unterhalb eine zweite vorgegebene Schwelle fällt. Die zweite vorgegebene Schwelle kann dabei höher als die erste vorgegebene Schwelle sein.

Weiterhin kann die Taktfrequenz abhängig von einer im Fahrzeug empfan genen Verkehrsinformation in Verbindung mit einem Navigationssystem vor gegeben werden. Die Verarbeitung von Verkehrsinformationen in Verbin dung mit im Fahrzeug verbauten Navigationssystemen ist bereits bekannt. Ein entsprechendes Informationssignal kann an den Sensor zur Bestimmung des Zustands der Fahrbahnoberfläche übermittelt werden. Wird durch diese externe Verkehrsinformation in Verbindung mit der Standortbestimmung über das Navigationssystem in der Nähe Eis, Schnee oder Regen gemeldet, wird beispielsweise die Taktfrequenz erhöht.

Vorzugsweise wird die Taktfrequenz auch abhängig von einem Regensen sorsignal und/oder von einem Scheibenwischersteuersignal vorgegeben. Beispielsweise wird die Taktfrequenz erhöht, wenn der Regensensor eine Regenintensität über einem bestimmten Schwellenwert erfaßt und/oder wenn der Scheibenwischer mit einer besonders hohen Wischfrequenz betä tigt wird.

Die Taktfrequenz wird vorzugsweise auch abhängig von Schlupfregelein griffen vorgegeben. Treten beispielsweise ABS- oder ASC-Eingriffe auf, wird die Taktfrequenz erhöht. Treten dagegen innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne keine Schlupfregelsystemeingriffe auf, wird die Taktfrequenz re duziert. In vergleichbarer Weise wird die Taktfrequenz auch abhängig von Fahrdynamikregelsystemeingriffen vorgegeben. Die Taktfrequenz kann je doch beispielsweise auch unabhängig von Fahrdynamikregelsystemeingrif fen erhöht werden, wenn grundsätzlich eine höhere Fahrdynamik erkannt wird.

Die Logik speichert das Verhalten über eine gewisse Zeit, so daß die "Verringerung der Sensoraufmerksamkeit" abhängig ist von Ereignissen der Vergangenheit. Nach Erkennen eines sehr kritischen Zustandes wird die Taktfrequenz nur sehr langsam reduziert.

Weiterhin kann die Taktfrequenz abhängig von der Ladebilanz im Fahrzeug vorgegeben werden, wobei die Taktfrequenz reduziert wird, wenn eine schlechte Ladebilanz vorliegt, vorausgesetzt, die Sicherheit ist gewährleistet.

Die ladebilanzabhängige Taktfrequenzvorgabe erhält vorzugsweise eine niedrigere Priorität im Vergleich mit der Priorität für sicherheitsrelevante Funktionen. Hierbei kann bei Verwendung von zwei Sensoren ein Sensor in den Energiesparmodus geschaltet werden, während derjenige mit der kriti scheren aktuellen Information noch langsam weiterarbeitet.

Sollten zwei Sensoren, z. B. je ein Sensor pro Fahrspur, vorgesehen sein, kann die Taktfrequenz der Lichtquelle des einen Sensors abhängig von der Taktfrequenz der Lichtquelle des anderen Sensors vorgegeben werden. Ins besondere kann die Taktfrequenz des ersten Sensors erhöht werden, wenn der zweite Sensor bereits mit höherer Taktfrequenz arbeitet. Hierbei wird davon ausgegangen, daß eine Kommunikationsmöglichkeit zwischen bei den Sensoren, z. B. über Busverbindung, vorgesehen ist. (Synchronisation bei Doppelsensorik für Überwachung beider Fahrspuren)

Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß der Sensor bzw. die Lichtquelle vorzugsweise grundsätzlich eingeschaltet wird, nachdem der Motor gestartet wurde und eine Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb einer vorgegebenen Schwelle (ca. Schrittgeschwindigkeit) vorliegt. Ein Ein- und Abschalten des Sensors ist vorzugsweise jedoch auch manuell möglich. Durch die Erfindung wird ein optimaler Kompromiß zwischen energiesparenden Maßnahmen und der Sicherstellung von kundenrelevanten Funktionen erreicht.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung des Zustands einer Fahrbahnoberfläche, bei dem mittels einer Lichtquelle Licht auf die Fahrbahnoberfläche aus gesandt wird und bei dem das reflektierte Licht mittels eines optoe lektronischen Sensors erfaßt und ausgewertet wird, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lichtquelle abhängig von mindestens einem Be triebsparameter mit vorgegebener Taktfrequenz getaktet angesteuert wird, wobei die Taktfrequenz mit kritischer werdender Fahrsituation er höht wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz abhängig von der Fahr zeuggeschwindigkeit vorgegeben wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz abhängig von der Außentemperatur vorgegeben wird.

4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz abhängig von einer im Fahrzeug empfangenen Verkehrsinformation in Verbindung mit einem Navigationssystem vorgegeben wird.

5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz abhängig von einem Regensensorsignal und/oder von einem Scheibenwischersteuersignal vorgegeben wird.

6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz abhängig von Schlupf regelsystemeingriffen und/oder von Fahrdynamikregelsystemeingriffen vorgegeben wird.

7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz abhängig von der La debilanz im Fahrzeug vorgegeben wird.

8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von zwei Sensoren die Taktfrequenz der Lichtquelle des einen Sensors abhängig von der Taktfrequenz der Lichtquelle des anderen Sensors vorgegeben wird.

9. Vorrichtung zur Bestimmung des Zustands einer Fahrbahnoberfläche mit einer Lichtquelle, durch die Licht auf die Fahrbahnoberfläche aus gesandt wird, und mit einem optoelektronischen Sensor, durch den das reflektierte Licht erfaßt und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die die Lichtquelle abhängig von mindestens einem Betriebsparameter mit vorgegebener Taktfrequenz getaktet angesteuert wird, wobei die Taktfrequenz mit kritischer wer dender Fahrsituation erhöht wird.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die die Taktfrequenz abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben wird.

11. Vorrichtung nach Patentanspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die die Taktfrequenz abhängig von der Außentemperatur vorgegeben wird.

12. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die die Taktfrequenz abhängig von einer im Fahrzeug empfangenen Ver kehrsinformation in Verbindung mit einem Navigationssystem vorgege ben wird.

13. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die die Taktfrequenz abhängig von einem Regensensorsignal und/oder von ei nem Scheibenwischersteuersignal vorgegeben wird.

14. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die die Taktfrequenz abhängig von Schlupfregelsystemeingriffen und/oder von Fahrdynamikregelsystemeingriffen vorgegeben wird.

15. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die die Taktfrequenz abhängig von der Ladebilanz im Fahrzeug vorgegeben wird.

16. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensoren vorgesehen sind, und daß Mittel vorgesehen sind, durch die die Taktfrequenz der Lichtquelle des einen Sensors abhängig von der Taktfrequenz der Lichtquelle des anderen Sensors vorgegeben wird.