Eine Vorrichtung zum Erfassen des Zustands einer Straßen- oberfläche im Bereich eines Straßenfahrzeugs ist bei- spielsweise aus der DE 43 47 015 C2 bekannt. Mit Hilfe dieser Vorrichtung soll, es möglich sein, den unebenen Zu- stand einer Straßenoberfläche mit eventuellen eingebuchte- ten oder ausgebuchteten Oberflächenbereichen vor dem fah- renden Fahrzeug vorherzusagen, um damit die Steuerung ei- ner Aufhängung oder eines anderen Mechanismus im Fahrzeug zu beeinflussen.

Ein Verfahren und eine Einrichtung zum Verhindern von Zu- sammenstößen, insbesondere für Kraftfahrzeuge im Straßenverkehr, ist beispielsweise aus der DE 36 37 165 A1 bekannt. Hierbei ist sowohl eine Detektion bewegter oder unbewegter Objekte im Bereich der Fahrbahn als auch eine Erkennung des Zustands der Straßendecke vor- gesehen. Ein Sensor, welcher den Fahrbahnzustand signali- siert, ist hierbei seitlich am Fahrzeug angebracht und er- möglicht keine vorausschauende Fahrzeugbeeinflussung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur vorausschauenden Erfassung des Fahrbahnzustands in einem Kraftfahrzeug weiter zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Ver- fahren zur Signalgenerierung in einem Kraftfahrzeug in Ab- hängigkeit von der Fahrbahnbeschaffenheit mit den Merkma- len des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Hierbei ist in einem Kraftfahr- zeug ein Sensor zur Aufnahme eines von der Fahrbahn ausge- henden Reflexionssignals vorgesehen. Das Reflexionssignal kann beispielsweise ein Radarsignal oder ein optisches Signal sein, wobei ein der Erzeugung des Reflexionssignals dienender Sender, insbesondere Radarsender oder optischer Sender, vorzugsweise an Bord des Fahrzeugs angeordnet ist.

Der Sensor leitet an eine ebenfalls im Fahrzeug angeordne- te Auswerteeinheit ein Eingangssignal betreffend den Fahr- bahnzustand weiter. In der Auswerteeinheit wird das Ein- gangssignal mit einem Referenzsignal, im einfachsten Fall einem Vergleichswert, verglichen. Sofern die Abweichung zwischen dem Eingangssignal und dem Referenzsignal über einer Schwelle liegt, wird durch einen Signalgenerator an Bord des Kraftfahrzeugs ein Ausgangssignal generiert. Die Höhe der Schwelle ist variabel in Abhängigkeit vom Grad der Abweichung zwischen einer Mehrzahl innerhalb eines Zeitintervalls aufgenommener Eingangssignale einerseits und dem Referenzsignal andererseits. Hierdurch ist das An- sprechverhalten des Signalgenerators von der Beschaffen- heit bereits zurückgelegter Streckenabschnitte abhängig.

Als Ausgangssignal gibt der Signalgenerator beispielsweise ein im Fahrzeug wahrnehmbares Warnsignal und/oder ein Fahrwerksstellsignal aus. Vorzugsweise ist die Höhe der Schwelle auch von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig.

Durch den Signalgenerator ist die Möglichkeit gegeben, vorausschauend auf eine Änderung der Fahrbahnbeschaffen- heit zu reagieren. Eine solche mittels des Sensors erkann-

te Änderung der Fahrbahnbeschaffenheit ist beispielsweise der Übergang von trockener zu feuchter Fahrbahn oder von einem glatten Fahrbahnbelag zu einem relativ rauhen Fahr- bahnbelag, zum Beispiel Pflaster. Mit Hilfe des Sensors werden in einem Zeitintervall, beispielsweise einigen Se- kunden oder lediglich einem Sekundenbruchteil, mehrere Einzelmessungen durchgeführt, welche Aufschluss über den Fahrbahnzustand geben. Das mit Hilfe des Sensors erzeugte Eingangssignal für die Auswerteeinheit kann beispielsweise ein einziger Skalar, welcher zum Beispiel einen Anhalts- wert für die Rauhigkeit der Fahrbahnoberfläche bietet, sein. Ebenso kann das Eingangssignal jedoch auch ein mehr- dimensionales Datenfeld, beispielsweise durch die Aufnahme optischer Reflexionsignale erzeugt, sein. Analog kann auch das Referenzsignal aus einem einzigen Wert oder einer be- liebigen Vielzahl einzelner Werte gebildet sein.

Beim Ansprechen des Signalgenerators, d. h. sobald die Differenz zwischen dem Eingangssignal und dem Referenzsig- nal über der Schwelle liegt, wird beispielsweise im Fall einer Überwachung der Fahrbahnrauhigkeit die Stoßdämpfer- einstellung im Fahrzeug geändert. Die Empfindlichkeit des Signalgenerators, d. h. die Schwelle, sollte derart einge- stellt sein, dass ein unnötig häufiges Ansprechen vermie- den wird. Dies ist dadurch sicher gestellt, dass eine Mehrzahl an Eingangssignalen innerhalb eines Zeitinter- valls, vorzugsweise eine Mehrzahl unmittelbar aufeinander folgender Eingangssignale, mit dem Referenzsignal vergli- chen wird. Der Vergleich kann sich dabei beispielsweise auf die Summe der Abweichungen der Eingangssignale vom Re-' ferenzsignal innerhalb des Zeitintervalls beziehen. Ebenso können beispielsweise festgestellte Maximalabweichungen einzelner Eingangssignale innerhalb des Zeitintervalls be- rücksichtigt werden. In jedem Fall ist sichergestellt,

dass erst nach Ablauf eines Zeitintervalls,. in welchem mehrere Eingangssignale erfasst wurden, eine Veränderung der Schwelle erfolgt. Die Einstellung der die Empfindlich- keit des Signalgenerators bestimmenden Schwelle ist somit mit einer zumindest geringfügigen Trägheit behaftet.

Sofern das Kraftfahrzeug mit einem Fahrwerksregelsystem, beispielsweise einem System zur Einstellung der Dämpfer- kennung ausgerüstet ist, ist dieses System vorzugsweise mit der Signalgenerierung in Abhängigkeit von der Fahr- bahnbeschaffenheit gekoppelt. Mit Hilfe einer solchen Kopplung kann beispielsweise die Sensibilität der Signal- erzeugung, d. h. die Schwelle des Signalgenerators, herab- gesetzt sein, wenn die Stoßdämpfer des Fahrzeugs auf eine starke Dämpfung eingestellt sind. Weiterhin kann die Stär- ke des vom Signalgenerator auszugebenden Stellsignals, beispielsweise Fahrwerksstellsignals, von der Fahr- werkseinstellung abhängig sein. Mit Hilfe einer solchen Anpassung des Stellsignals an die jeweilige Fahrwerksein- stellung ist eine besonders gezielte automatische Reaktion auf im Straßenverlauf vor dem Fahrzeug detektierte Fahr- bahnänderungen oder Diskontinuitäten der Fahrbahnbeschaf- fenheit ermöglicht.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist die Höhe der Schwelle des Signalgenerators und/oder die Höhe der vom Signalgenerator erzeugten Ausgangssignale abhängig von während einer Mehrzahl an Zeitintervallen aufgenommen Da- ten des Fahrwerksregelsystems. Auf diese Weise ist ein auf - im Vergleich zu einem einzelnen Zeitintervall-länger- fristiger Datenaufnahme beruhender Abgleich zwischen dem Fahrwerksregelsystem und dem mit dem die Fahrbahn voraus- schauend überwachenden Sensor ausgestatteten System zur Signalgenerierung ermöglicht. Insbesondere ist das Verfah-

ren zu Signalgenerierung mit Hilfe des Fahrwerksregelsys- tems kalibrierbar, insbesondere langzeitkalibrierbar, und weist eine Lernfähigkeit auf. Dies bedeutet, dass beim Er- kennen eines Wechsels des Fahrbahnbelags durch den Sensor bereits vor dem Erreichen des sich ändernden Fahrbahnbe- lags das Fahrwerksregelsystem des Kraftfahrzeugs entspre- chend der neuen Fahrbahnbeschaffenheit verstellt wird, wo- bei die Genauigkeit der vorausschauenden Fahrwerksverstel- lung im Laufe der Fahrstrecke zunimmt.

Die im Zusammenhang mit dem Verfahren genannten Vorteile und Weiterbildungen gelten analog auch für die Vorrichtung zur Signalgenerierung in einem Kraftfahrzeug in Abhängig- keit von der Fahrbahnbeschaffenheit.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an- hand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen : Fig. 1 schematisch in einem Diagramm die Datenaufnahme mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in meh- reren aufeinanderfolgenden Zeitintervallen, Fig. 2 schematisch in einem Blockdiagramm das erfin- dungsgemäße Verfahren, Fig. 3 in einem Diagramm verschiedene Varianten der An- passung der Empfindlichkeit eines Signalgenera- tors im Verfahren nach Fig. 2, und Fig. 4 in einem Diagramm das Zusammenwirken eines Fahr- werksregelsystems mit dem Verfahren nach Fig. 2.

Einander entsprechende Teile bzw. Parameter sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Figuren 1 und 2 veranschaulichen ein Verfahren zur Signalgenerierung in einem Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der Fahrbahnbeschaffenheit. Die Vorrichtung zur Durch- führung des Verfahrens ist vollständig an Bord des Kraft- fahrzeugs installiert. Ein Sensor 1 nimmt ein Reflexions- signal FS von einem Fahrbahnabschnitt vor dem fahrenden Kraftfahrzeug auf. Das Reflexionssignal FS ist beispiels- weise eine Radarsignal oder ein optisches Signal. Eine entsprechende Strahlungsquelle, beispielsweise ein Radar- sender oder ein Laser, ist gegebenenfalls auch an Bord des Kraftfahrzeugs. Der Sensor 1 leitet ein Eingangssignal ES an eine Auswerteeinheit 2 weiter, in welcher das Eingangs- signal ES mit einem Referenzsignal RS verglichen wird. So- fern die im Weiteren noch näher erläuterten Bedingungen einer Signalgenerierung erfüllt sind, erzeugt ein an die Auswerteinheit 2 angeschlossener Signalgenerator 3 ein Ausgangssignal AS 1, AS 2. Im Ausführungsbeispiel ist das Ausgangssignal AS 1 ein im Fahrzeug wahrnehmbares akusti- sches Warnsignal, während das Ausgangssignal AS 2 ein Fahrwerksstellsignal zur Beeinflussung der Stoßdämpferken- nung des Kraftfahrzeugs ist. Das akustische Ausgangssignal AS 1 wird weitergeleitet an eine Warneinrichtung 4 ; das Fahrwerksstellsignal AS 2 wird in ein Fahrwerksregelsystem 5 eingespeist. Dieses wiederum ist über eine Datenverbin- dung 6, die Daten D überträgt, mit der Auswerteeinheit 2 gekoppelt. Mehrere oder sämtliche der Komponenten Sensor 1, Auswerteeinheit 2, Signalgenerator 3, Warneinrichtung 4 und Fahrwerksregelsystem 5 können in einer baulichen Ein- heit zusammengefasst sein.

Das Diagramm nach Fig. 1 veranschaulicht das Zurücklegen einer Strecke mit verschiedenen Fahrbahnbelägen. Aufge- zeichnet ist eine Amplitude A, die mit Hilfe des Sensors 1

gemessen wird und ein Maß für die Rauhigkeit des Fahrbahn- belags darstellt. In jedem Zeitintervall I wird eine be- stimmte Anzahl, in der Darstellung vier, an Messungen der Fahrbahnbeschaffenheit, jeweils vor dem Fahrzeug, durchge- führt. In einem ersten Zeitintervall I1 bewegt sich das Kraftfahrzeug auf asphaltierter Straße mit sehr guter Fahrbahnqualität. Die mit Hilfe des Sensors 1 gemessenen Amplituden A liegen durchweg unterhalb einer ersten Schwelle SI, welche die Empfindlichkeit des Signalgenera- tors 3 bestimmt. Dies bedeutet, dass bereits bei relativ geringen detektierten Oberflächenunebenheiten ein Aus- gangssignal AS vom Signalgenerator 3 erzeugt werden würde.

Ein solches Ausgangssignal AS könnte den Fahrer beispiels- weise vor Steinen auf der Fahrbahn, vor Schlaglöchern, vor einer Schotterstrecke oder vor einem Bahnübergang warnen.

Ebenso könnte der Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise akustisch und/oder optisch vor Bodenwellen, Fahrbahnune- benheiten im Bereich einer Baustelle oder auch einem Zeb- rastreifen gewarnt werden. Alternativ oder zusätzlich könnte bei Überschreitung der Schwelle S1 die Fahr- werkseinstellung geändert werden oder im Extremfall auch ein Bremseingriff ausgelöst werden.

Zu Beginn des zweiten Zeitintervalls 12 wird ein Eingangs- signal ES aufgenommen, welches die Schwelle SI deutlich überschreitet. Im Ausführungsbeispiel ist hierdurch der Beginn einer gepflasterten Straße symbolisiert. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs wird rechtzeitig vor Erreichen dieses Streckenabschnitts, welcher eine reduzierte Griffigkeit aufweist, gewarnt. Im weiteren Verlauf der mit Kopfstein- pflaster gepflasterten Straße wird die Schwelle S1 prak- tisch permanent überschritten. Ein ständige weitere War- nung des Fahrers wäre nicht situationsgerecht. Entspre- chendes gilt für die Fahrwerkseinstellung. Eine ggf. ein-

malig durchgeführte Änderung der Fahrwerkseinstellung ist ausreichend. Weitere Eingriffe in das Fahrwerk während dem Zurücklegen der gepflasterten Strecke sind nicht erforder- lich. Aus diesem Grund ist ein Heraufsetzen der Schwelle S sinnvoll. Jedoch soll nicht bereits bei einer einzigen de- tektierten Bodenunebenheit die Schwelle S verstellt wer- den. Daher werden zunächst während des zweiten Zeitinter- valls 12 die vom Sensor 1 gelieferten Eingangssignale ES aufgenommen und insgesamt mit dem Referenzsignal RS ver- glichen. Da im vorliegenden Fall innerhalb des zweiten Zeitintervalls Is die Eingangssignale ES permanent signi- fikant über der ersten Schwelle S1 liegen, wird die Schwelle S ab dem dritten Zeitintervall 13 auf den Wert S3 angehoben. Das Fahrzeug fährt während des dritten und vierten Zeitintervalls 13, 14 weiter auf gepflasterter Straße. Ab dem fünften Zeitintervall 15 weist die Fahrbahn wieder einen Asphaltbelag auf, jedoch mit minderer Quali- tät im Vergleich zum Fahrbahnabschnitt, welchen das Fahr- zeug im ersten Zeitintervall I1 zurücklegte. In der Aus- werteeinheit 2 wird die Änderung der Fahrbahnbeschaffen- heit erkannt, so dass die Schwelle S ab dem Zeitintervall I6 auf den Wert S2, welcher etwas oberhalb der in den zwei ersten Zeitintervallen I1, I2 eingestellten Schwelle Si liegt, zurückgesetzt wird.

Figur 3 zeigt verschiedene Möglichkeiten der Veränderung der Schwelle S in Abhängigkeit von der detektierten Abwei- chung zwischen den Eingangssignalen ES und dem Referenz- signal RS. Die Einstellung der Schwelle S hängt ab von der Anzahl z der Merkmalsänderungen der Reflexionssignale FS innerhalb des letzten auszuwertenden Zeitabschnitts I.

Dargestellt sind vier Einstellkurven kl-k4. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, kann die Variation der Schwelle S sowohl in diskreten Schritten (k3) als auch

kontinuierlich (kl, k2, k4) erfolgen. Bei kontinuierlicher Anpassung der Schwelle S sind verschiedene lineare (k2) sowie progressive (k4) beziehungsweise degressive (kl) Einstellkurven wählbar. Die Wahl der Einstellkurve kl-k4 ist von an die Auswerteeinheit 2 übermittelten Daten D des Fahrwerksregelsystems 5 abhängig.

Figur 4 veranschaulicht das Zusammenwirken des Verfahrens zur Signalgenerierung mit dem Fahrwerksregelsystem 5. In Abhängigkeit von der Zeit t ist die relative Stoßdämpfer- einstellung DE dargestellt, welche eine Aussage über die tatsächliche Stoßdämpfereinstellung des Kraftfahrzeugs im Vergleich zur den Straßenverhältnissen entsprechenden op- timalen Stoßdämpfereinstellung zulässt. Das Kraftfahrzeug ist mit einem adaptiven Dämpfungsregelungssystem ausges- tattet, wobei für jeden Fahrbahnbelag ein Dämpfer-Soll- Einstellung Ds existiert, die im Beispiel den Wert 3 hat.

Dargestellt sind zu drei verschiedenen Zeiten t die vorge- nommenen Dämpfereinstellungen jeweils beim Wechsel des Fahrbahnbelags. Es wird in jedem Fall davon ausgegangen, dass zunächst die Vorrichtung zur Signalgenerierung mit Hilfe des vorausschauend die Fahrbahn abtastenden Sensors 1 den Fahrbahnwechsel detektiert. Im ersten Fall, zur Zeit t = 1, wird bei der Detektion der sich ändernden Fahrbahn- rauhigkeit eine zu harte Dämpferkennung D1 des Fahrwerks- regelsystems 5 eingestellt. Sobald das Kraftfahrzeug tat- sächlich den geänderten Fahrbahnbelag erreicht wird daher die Dämpfung auf die Dämpfer-Soll-Einstellung Ds redu- ziert. Hierbei wird von einer korrekten Dämpfereinstellung durch das Fahrwerksregelsystem 5 ausgegangen.

Im zweiten Fall, zum Zeitpunkt t = n + 1 wird aufgrund vom Sensor 1 aufgenommenen Eingangssignale ES zunächst eine zu geringe Dämpferkennung D2 im Vergleich zur Dämpfer-Soll-

Einstellung Ds gewählt. Die Dämpfung muss-daher, wenn das Kraftfahrzeug den neuen Fahrbahnbelag erreicht, erhöht werden.

Sowohl die Daten D des Fahrwerksregelsystems 5 als auch die Daten der Auswerteeinheit 2 werden für eine langfris- tige Kalibrierung des vorausschauend arbeiteten Verfahrens zur Signalgenerierung genutzt. Zum Zeitpunkt t = m + 1 nimmt der Signalgenerator 3 sofort, d. h. bereits bevor das Fahrzeug den geänderten Fahrbahnbelag erreicht, mit der Dämpferkennung D3, die der Dämpfer-Soll-Einstellung Ds entspricht, die optimale Einstellung des Fahrwerksegelsys- tems 5 vor. Insgesamt ist hierdurch ein lernendes System zur vorausschauenden Signalgenerierung in einem Kraftfahr- zeug gegeben.

Bezugszeichenliste 1 Sensor.

2 Auswerteeinheit 3 Signalgenerator 4 Warneinrichtung 5 Fahrwerksregelsystem 6 Datenverbindung A Amplitude AS1, AS2 Ausgangssignal D Daten DE relative Dämpfereinstellung D1, D2, D3 Dämpfereinstellung Ds Dämpfer-Soll-Einstellung ES Eingangssignal FS Reflexionssignal I, I1... I6 Zeitintervall kl, k2, k3, k4 Einstellkurve RS Referenzsignal S, S1, S2, S3 Schwelle t Zeit z Anzahl