WO2008119433A2 - Determining speed by partially heating a roadway - Google Patents

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    • B60T2250/04—Vehicle reference speed; Vehicle body speed

Definitions

  • the invention relates to a system for determining the speed of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • speed measurement is subject to many errors, such as in particular a time-varying tire pressure, a decreasing tread depth and last but not least a slippage of the vehicle tire. the road on a slippery road.
  • An error-prone speed measurement is in particular an input variable for a DSC or ESP system (Dynamic Stability Control or Electronic Stability Control)
  • the object of the invention is to provide a sufficiently accurate system for determining the speed of a land vehicle.
  • a heat generation source arranged on or in the motor vehicle partially heats the road traveled by the vehicle at at least one point, and a speed determination device detects the time of the heating.
  • a heat sensor arranged on or in the vehicle detects that the road has been partially heated. The time of detection by the thermal sensor is detected by the speed determination device.
  • the speed-determining device is aware of the predetermined distance between the heat-generating source or the location of the partial roadway heating and the heat sensor.
  • the speed determination device calculates the vehicle speed, in particular the forward and / or the lateral speed of the vehicle, from the predetermined distance and the time difference between the heating and the detection of the heating by the thermal sensor.
  • the method according to the invention is preferably based on cyclically "applying" one or more fixed “markings" on the road surface by a vehicle equipped with the system according to the invention.
  • This application or positioning is preferably carried out by a very small heat spot on the road surface, which can be generated by a pulsed infrared laser.
  • the time is measured until this mark or placemark passes a heat-sensitive detector. If the geometric distance to the area of the road surface evaluated by the detector or the sensor is known when generating the spot, the speed with which the vehicle moves over the roadway can be determined therefrom.
  • the heat sensor is formed by a plurality of heat-sensitive sensors, which are preferably arranged largely along at least one straight line.
  • the position of the heat source is preferably known longitudinally and transversely relative to the individual sensors. Because of these known predetermined dimensions, both the forward speed and the lateral speed of the vehicle can be calculated by the speed determination device.
  • the thermal mark is not detected by the sensor located behind it, as seen in the direction of travel, but by another sensor arranged transversely to this sensor , Further, by use a plurality of juxtaposed sensors ensures that the thermal mark is detected even at a higher lateral velocity and does not move unnoticed past the detection range of a single sensor.
  • heat marks can be applied simultaneously on the road surface.
  • a plurality of linear sensor arrangements may be provided for sensing the heat marks.
  • the heat-sensitive sensors are arranged so close together that their detection areas largely seamlessly merge into one another. As a result, dropouts are avoided in the detection of thermal marks and it can also be a precise determination of the lateral velocity of the vehicle in question are possible.
  • the heat source is an infrared heat generation source, in particular an infrared laser, and the heat sensor or heat sensors for infrared radiation are sensitive infrared diodes.
  • the system according to the invention can be implemented inexpensively and nevertheless reliably.
  • the power of the heat radiation source in particular the radiated power, at a first lower speed of the vehicle is greater than at a second compared to. the first speed higher speed.
  • the heat radiation source is in each case briefly, in particular pulse-like, operated and radiated heat radiation.
  • the pulse duration and / or the pulse frequency increases with decreasing speed of the vehicle.
  • the reliability in the detection of the heat marks can be increased and energy-saving adapted to the specific driving situation.
  • the speed calculated by the speed-determining device is made available to a vehicle control system, such as in particular an ACC and / or DSC system. As a result, their control behavior can be better adapted to the actual speed conditions both with regard to the forward speed and with respect to the lateral speed of the vehicle.
  • the system is put into operation at predetermined weather conditions, in particular when the determined by a corresponding device of the vehicle
  • Weather conditions can be assumed that there is a particular need for a precise speed measurement as an input parameter in a vehicle control system.
  • the forward speed and also the lateral speed of the vehicle is calculated by the speed-determining device.

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Abstract

The invention relates to a system for determining the speed of a motor vehicle. In order to provide a sufficiently accurate system for determining the speed of a landcraft, in a first step according to the invention, a heat generating source that is arranged on or in the motor vehicle partially heats at least one point of the roadway on which the vehicle travels, and a speed determining device records the time of calefaction. In a second step, a heat sensor located on or in the vehicle senses that the roadway has been partially heated. The speed determining device records or registers the time of sensing by the sensor. According to the invention, the speed determining device knows the predetermined distance between the heat generating source or the point where the roadway is partially heated and the heat sensor. The speed determining device calculates the vehicle speed, especially the forward speed and/or the transversal speed of the vehicle, from the predetermined distance and the difference between the time the heating process occurs and the time the sensor senses the calefaction.

Description

Geschwindigkeitsermittlung durch partielle Fahrbahnerwärmung Speed determination through partial driving surface heating
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a system for determining the speed of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Bei bekannten Fahrzeugen wird deren Geschwindigkeit häufig über die Drehzahl und den Umfang eines Fahrzeugreifens bestimmt. Eine solcheIn known vehicles, their speed is often determined by the speed and the circumference of a vehicle tire. Such
Geschwindigkeitsmessung ist jedoch mit vielen Fehlern behaftet, wie insbesondere ein sich zeitlich ändernder Reifendruck, eine abnehmende Profiltiefe und nicht zuletzt ein Schlupf des Fahrzeugreifens ggü. der Fahrbahn bei glatter Strasse. Eine fehlerbehaftete Geschwindigkeitsmessung ist insbesondere als Eingangsgröße für ein DSC- bzw. ESP-System (Dynamic Stability Control bzw. ElektronischesHowever, speed measurement is subject to many errors, such as in particular a time-varying tire pressure, a decreasing tread depth and last but not least a slippage of the vehicle tire. the road on a slippery road. An error-prone speed measurement is in particular an input variable for a DSC or ESP system (Dynamic Stability Control or Electronic Stability Control)
Stabilitätsprogramm) nachteilig. Durch gezieltes Bremsen einzelner Räder versucht das DSC- bzw. ESP-System, ein Schleudern des Fahrzeugs im Grenzbereich zu verhindern und dem Fahrer so die Kontrolle über das Fahrzeug zu sichern. Dies gilt ferner für ein ACC-System (Adaptive Cruise Control), d.h. für eine adaptive Geschwindigkeitsregelung von Fahrzeugen.Stability program) disadvantageous. Through targeted braking of individual wheels, the DSC or ESP system attempts to prevent the vehicle from skidding in the border area and thus to give the driver control over the vehicle. This also applies to an ACC (Adaptive Cruise Control) system, i. for adaptive cruise control of vehicles.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines hinreichend genauen Systems zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Landfahrzeugs.The object of the invention is to provide a sufficiently accurate system for determining the speed of a land vehicle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a system having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen System zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs bzw. Landfahrzeugs erwärmt in einem ersten Schritt eine am oder im Kraftfahrzeug angeordnete Wärmeerzeugungsquelle die von dem Fahrzeug befahrene Fahrbahn mindestens an einer Stelle partiell und eine Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung erfasst den Zeitpunkt der Erwärmung. In einem zweiten Schritt erfasst ein am oder im Fahrzeug angeordneter Wärmesensor, dass die Fahrbahn partiell erwärmt worden ist. Der Zeitpunkt der Erfassung durch den Wärmesensor wird von der Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung erfasst bzw. registriert. Der Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung ist erfindungsgemäß der vorbestimmte Abstand zwischen der Wärmeerzeugungsquelle oder dem Ort der partiellen Fahrbahnerwärmung und dem Wärmesensor bekannt. Die Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung berechnet aus dem vorbestimmten Abstand und der Zeitdifferenz zwischen der Erwärmung und der Erfassung der Erwärmung durch den Wärmesensor die Fahrzeuggeschwindigkeit, insbesondere die Vorwärts- und/oder die Quer-Geschwindigkeit des Fahrzeugs.In the system according to the invention for determining the speed of a motor vehicle or land vehicle, in a first step, a heat generation source arranged on or in the motor vehicle partially heats the road traveled by the vehicle at at least one point, and a speed determination device detects the time of the heating. In a second step, a heat sensor arranged on or in the vehicle detects that the road has been partially heated. The time of detection by the thermal sensor is detected by the speed determination device. According to the invention, the speed-determining device is aware of the predetermined distance between the heat-generating source or the location of the partial roadway heating and the heat sensor. The speed determination device calculates the vehicle speed, in particular the forward and / or the lateral speed of the vehicle, from the predetermined distance and the time difference between the heating and the detection of the heating by the thermal sensor.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht bevorzugt darauf, dass zyklisch eine oder mehrere ortsfeste „Markierungen" von einem mit dem erfindungsgemäßen System ausgestatteten Fahrzeug auf der Fahrbahnoberfläche „aufgebracht" werden. Dieses Aufbringen oder Positionieren erfolgt vorzugsweise durch einen sehr kleinen Wärmespot auf der Fahrbahnoberfläche, der von einem gepulsten Infrarot-Laser erzeugt werden kann. Es wird erfindungsgemäß jeweils die Zeit gemessen, bis diese Markierung oder Ortsmarke an einem wärmeempfindlichen Detektor vorbeiläuft. Ist beim Generieren des Spots die geometrische Distanz zu dem von dem Detektor oder dem Sensor ausgewerteten Bereich der Fahrbahnoberfläche bekannt, kann daraus die Geschwindigkeit bestimmt werden, mit der sich das Fahrzeug über die Fahrbahn bewegt.The method according to the invention is preferably based on cyclically "applying" one or more fixed "markings" on the road surface by a vehicle equipped with the system according to the invention. This application or positioning is preferably carried out by a very small heat spot on the road surface, which can be generated by a pulsed infrared laser. According to the invention, in each case the time is measured until this mark or placemark passes a heat-sensitive detector. If the geometric distance to the area of the road surface evaluated by the detector or the sensor is known when generating the spot, the speed with which the vehicle moves over the roadway can be determined therefrom.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmesensor durch eine Mehrzahl von wärmeempfindlichen Sensoren gebildet wird, die bevorzugt weitgehend entlang mindestens einer Geraden angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist bevorzugt die Lage der Wärmequelle längs und quer relativ zu den einzelnen Sensoren bekannt. Aufgrund dieser bekannten vorbestimmten Abmessungen kann sowohl die Vorwärtsgeschwindigkeit als auch die Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs von der Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung berechnet werden. Bewegt sich das Fahrzeug zwischen dem Aufbringen einer Wärmemarkierung auf der Fahrbahn und der Erfassung durch einen der Sensoren in quer zur Vorwärtsrichtung wird die Wärmemarkierung nicht von dem - in Fahrtrichtung gesehen - dahinter befindlichen Sensor erfasst, sondern von einem quer zu diesem Sensor versetzt angeordneten anderen Sensor. Ferner ist durch die Verwendung einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Sensoren sichergestellt, dass die Wärmemarkierung auch bei einer höheren Quergeschwindigkeit erfasst wird und sich nicht unbemerkt am Erfassungsbereich eines einzelnen Sensors vorbei bewegt.In one embodiment of the invention, it is provided that the heat sensor is formed by a plurality of heat-sensitive sensors, which are preferably arranged largely along at least one straight line. According to the invention, the position of the heat source is preferably known longitudinally and transversely relative to the individual sensors. Because of these known predetermined dimensions, both the forward speed and the lateral speed of the vehicle can be calculated by the speed determination device. If the vehicle moves between the application of a heat mark on the road and the detection by one of the sensors in the direction transverse to the forward direction, the thermal mark is not detected by the sensor located behind it, as seen in the direction of travel, but by another sensor arranged transversely to this sensor , Further, by use a plurality of juxtaposed sensors ensures that the thermal mark is detected even at a higher lateral velocity and does not move unnoticed past the detection range of a single sensor.
Es versteht sich, dass auch mehrere Wärmemarkierungen gleichzeitig auf der Fahrbahnoberfläche aufgebracht werden können. Ebenso können mehrere linienförmige Sensor-Anordnungen zur Sensierung der Wärmemarkierungen vorgesehen sein.It is understood that several heat marks can be applied simultaneously on the road surface. Likewise, a plurality of linear sensor arrangements may be provided for sensing the heat marks.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die wärmeempfindlichen Sensoren so dicht nebeneinander angeordnet sind, dass deren Erfassungsbereiche weitgehend nahtlos ineinander übergehen. Hierdurch werden Aussetzer bei der Erkennung von Wärmemarkierungen vermieden und es kann zudem eine präzise Ermittlung der Quergeschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs ermöglicht werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the heat-sensitive sensors are arranged so close together that their detection areas largely seamlessly merge into one another. As a result, dropouts are avoided in the detection of thermal marks and it can also be a precise determination of the lateral velocity of the vehicle in question are possible.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmequelle eine Infrarot-Wärmeerzeugungsquelle ist, insbesondere ein Infrarot-Laser, und der Wärmesensor bzw. die Wärmesensoren für Infrarot-Strahlung empfindliche Infrarot- Dioden sind. Hierdurch lässt sich das erfindungsgemäße System kostengünstig und dennoch zuverlässig realisieren.In one embodiment of the invention, it is provided that the heat source is an infrared heat generation source, in particular an infrared laser, and the heat sensor or heat sensors for infrared radiation are sensitive infrared diodes. As a result, the system according to the invention can be implemented inexpensively and nevertheless reliably.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leistung der Wärmestrahlungsquelle, insbesondere die abgestrahlte Leistung, bei einer ersten niedrigeren Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer ist als bei einer zweiten ggü. der ersten Geschwindigkeit höheren Geschwindigkeit. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Wärmestrahlungsquelle jeweils kurzzeitig, insbesondere pulsartig, betrieben und Wärmestrahlung abgestrahlt. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Pulsdauer und/oder die Pulshäufigkeit bei fallender Geschwindigkeit des Fahrzeugs zunimmt. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit bei der Erkennung der Wärmemarkierungen erhöht und energiesparend an die konkrete Fahrsituation angepasst werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die von der Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung berechnete Geschwindigkeit einem Fahrzeug-Regelungssystem zur Verfügung gestellt wird, wie insbesondere einem ACC- und/oder DSC-System. Hierdurch lässt sich deren Regelverhalten besser an die tatsächlichen Geschwindigkeitsverhältnisse sowohl im Hinblick auf die Vorwärtsgeschwindigkeit als auch im Hinblick auf die Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs anpassen.In one embodiment of the invention it is provided that the power of the heat radiation source, in particular the radiated power, at a first lower speed of the vehicle is greater than at a second compared to. the first speed higher speed. In one embodiment of the invention, the heat radiation source is in each case briefly, in particular pulse-like, operated and radiated heat radiation. In a development of the invention, it is provided that the pulse duration and / or the pulse frequency increases with decreasing speed of the vehicle. As a result, the reliability in the detection of the heat marks can be increased and energy-saving adapted to the specific driving situation. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the speed calculated by the speed-determining device is made available to a vehicle control system, such as in particular an ACC and / or DSC system. As a result, their control behavior can be better adapted to the actual speed conditions both with regard to the forward speed and with respect to the lateral speed of the vehicle.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das System bei vorbestimmten Wetterverhältnissen in Betrieb genommen wird, insbesondere dann, wenn die von einer entsprechenden Vorrichtung des Fahrzeugs ermittelteIn one embodiment of the invention it is provided that the system is put into operation at predetermined weather conditions, in particular when the determined by a corresponding device of the vehicle
Temperatur, Nebel oder Regen auf glatte Fahrbahnen schließen lassen. Bei solchenClose temperature, fog or rain on slippery roads. In such
Wetterverhältnissen ist davon auszugehen, dass ein besonderer Bedarf an einer präzisen Geschwindigkeitsmessung als Eingangsgröße in ein Fahrzeug- Regelungssystem besteht.Weather conditions can be assumed that there is a particular need for a precise speed measurement as an input parameter in a vehicle control system.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorwärtsgeschwindigkeit und auch die Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs von der Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung berechnet wird. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the forward speed and also the lateral speed of the vehicle is calculated by the speed-determining device.

Claims

Geschwindigkeitsermittlung durch partielle FahrbahnerwärmungPatentansprüche Speed determination by partial roadway heating patent claims
1. System zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass1. A system for determining the speed of a motor vehicle, characterized in that
in einem ersten Schritt eine am oder im Kraftfahrzeug angeordnete Wärmeerzeugungsquelle die von dem Fahrzeug befahrene Fahrbahn an mindestens einer Stelle partiell erwärmt und eine Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung den Zeitpunkt der Erwärmung erfasst,in a first step, a heat generating source arranged on or in the motor vehicle partially heats the carriageway traveled by the vehicle at at least one location and a speed determining device detects the time of the heating,
- in einem zweiten Schritt ein am oder im Fahrzeug angeordneterin a second step, an on or in the vehicle arranged
Wärmesensor erfasst, dass die Fahrbahn an mindestens einer Stelle partiell erwärmt worden ist, der Zeitpunkt der Erfassung durch den Wärmesensor von der Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung erfasst wird und der Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung der vorbestimmte Abstand zwischen der Wärmeerzeugungsquelle oder dem Ort der partiellen Fahrbahnerwärmung und dem Wärmesensor bekannt ist, undThermal sensor detects that the roadway has been partially heated at at least one location, the time of detection by the thermal sensor is detected by the speed determination device and the speed determination device, the predetermined distance between the heat generation source or the location of the partial roadway heating and the heat sensor known is and
die Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung aus dem vorbestimmten Abstand und der Zeitdifferenz zwischen derthe speed determination device from the predetermined distance and the time difference between the
Erwärmung und der Erfassung der Erwärmung durch den Wärmesensor die Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet.Heating and the detection of heating by the thermal sensor calculates the vehicle speed.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmesensor durch eine Mehrzahl von wärmeempfindlichen Sensoren gebildet wird, die bevorzugt weitgehend entlang mindestens einer Geraden angeordnet sind. 2. System according to claim 1, characterized in that the thermal sensor is formed by a plurality of heat-sensitive sensors, which are preferably arranged substantially along at least one straight line.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeempfindlichen Sensoren so dicht nebeneinander angeordnet sind, dass deren Erfassungsbereiche weitgehend nahtlos ineinander übergehen.3. System according to claim 2, characterized in that the heat-sensitive sensors are arranged so close together that their detection areas largely seamlessly merge into one another.
4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle eine Infrarot-Wärmeerzeugungsquelle ist, insbesondere ein Infrarot-Laser, und der Wärmesensor bzw. die Wärmesensoren für Infrarot-Strahlung empfindliche Infrarot-Dioden sind.4. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat source is an infrared heat generation source, in particular an infrared laser, and the heat sensor or the heat sensors for infrared radiation are sensitive infrared diodes.
5. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung der Wärmestrahlungsquelle, insbesondere die abgestrahlte Leistung, bei einer ersten niedrigeren Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer ist als bei einer zweiten ggü. der ersten Geschwindigkeit höheren Geschwindigkeit.5. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the power of the heat radiation source, in particular the radiated power at a first lower speed of the vehicle is greater than at a second compared. the first speed higher speed.
6. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmestrahlungsquelle jeweils kurzzeitig, insbesondere pulsartig, Wärmestrahlung abstrahlt.6. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat radiation source radiates heat radiation for a short time, in particular pulse-like.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsdauer und/oder die Pulshäufigkeit bei fallender Geschwindigkeit des Fahrzeugs zunimmt.7. System according to claim 6, characterized in that the pulse duration and / or the pulse frequency increases with decreasing speed of the vehicle.
8. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung berechnete8. System according to one of the preceding claims, characterized in that the calculated by the speed determination device
Geschwindigkeit einem Fahrzeug-Regelungssystem zur Verfügung gestellt wird, wie insbesondere einem ACC- und/oder DSC-System.Speed is provided to a vehicle control system, in particular an ACC and / or DSC system.
9. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System bei vorbestimmten Wetterverhältnissen in Betrieb genommen wird, insbesondere dann, wenn die von einer entsprechenden Vorrichtung des Fahrzeugs ermittelte Temperatur, Nebel oder Regen auf glatte Fahrbahnen schließen lassen. 9. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the system is put into operation at predetermined weather conditions, in particular when the determined by a corresponding device of the vehicle temperature, fog or rain on smooth roads close.
10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärtsgeschwindigkeit und/oder die Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs von der Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung berechnet wird. 10. System according to one of the preceding claims, characterized in that the forward speed and / or the lateral speed of the vehicle is calculated by the speed determination device.
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