Geschwindigkeitsermittlung durch partielle Fahrbahnerwärmung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Fahrzeugen wird deren Geschwindigkeit häufig über die Drehzahl und den Umfang eines Fahrzeugreifens bestimmt. Eine solche

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. Elektronisches

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.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines hinreichend genauen Systems zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Landfahrzeugs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 ermittelte

Temperatur, Nebel oder Regen auf glatte Fahrbahnen schließen lassen. Bei solchen

Wetterverhältnissen ist davon auszugehen, dass ein besonderer Bedarf an einer präzisen Geschwindigkeitsmessung als Eingangsgröße in ein Fahrzeug- Regelungssystem besteht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorwärtsgeschwindigkeit und auch die Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs von der Geschwindigkeitsbestimmungs-Vorrichtung berechnet wird.