DE10016222A1 - Verfahren und Einrichtung zur elektrichen Verstellung der Außenspiegel bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur elektrischen Verstellung der Außenspiegel bei Kraftfahrzeugen, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9. DOLLAR A Um hierbei eine situationsgerechtere Unterstützung der elektrischen Außenspiegelverstellung zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei Fahrbahn- bzw. Fahrspurwechsel der Winkel, mit welchem der Fahrspurwechsel vorgenommen wird, gemessen und davon abhängig die Außenspiegel automatisch optimiert, zumindest temporär verstellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur elektrischen Verstellung der Außenspiegel bei Kraftfahrzeugen, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9.

Elektrische Verstellmittel bzw. Verstelleinrichtungen für die Außenspiegel am Kraftfahrzeug sind vielfach bekannt. Die Außenspiegel dienen im wesentlichen zur Absicherung des rückwärtigen Raumes hinter oder seitlich dem Kraftfahrzeug. Es sind Spiegeleinrichtungen bekannt, bei welchen entsprechende Spiegeleinteilungen mit unterschiedlichen Spiegelneigungen vorgesehen sind, um sogenannte Tote-Winkel- Effekte zu minimieren. Tote Winkel entstehen immer dann, wenn der Spiegel zwar auf eine möglichst langreichweitige Einsichtnahme des rückwärtigen Raumes eingestellt ist, sich jedoch Fahrzeuge auf anderen Fahrspuren bereits so stark genähert haben, daß der eigentlich im wesentlichen nach hinten gerichtete Außenspiegel sie nicht mehr erfassen kann.

Dies führt im allgemeinen zu gefährlichen Verkehrssituationen, immer dann, wenn Fahrbahnwechsel zwecks Überholung oder Ausweichmanövern eingeleitet werden. Geteilte, nicht konfokale, d. h. divergente Spiegelelemente können diesen Effekt zwar minimieren, jedoch nicht beseitigen. Neben dem Effekt des gefährlichen toten Winkels, der sich durch die Relativposition eines herannähernden Fahrzeuges aus dem rückwärtigen Raum ergeben kann, gibt es darüber hinaus auch andere bedenkliche Situationen.

Die Außenspiegel an einem Kraftfahrzeug sind in der Regel auf Geradeausfahrt optimiert eingestellt. Der Kraftfahrzeugführer stellt sich diese im Bezug auf seine Körperstatur und Abmessungen relativ zum Fahrzeug optimal ein. Es entstehen somit nicht nur Situationen bei Herannähern von Fahrzeugen in den Raum des toten Winkels, sondern es entstehen auch erhebliche Abweichungen von dieser optimierten Spiegeleinstellung immer dann, wenn der Kraftfahrzeugführer mit dem Fahrzeug einen Fahrspurwechsel vornimmt. Dieser Fahrspurwechsel kann sich beispielsweise durch die Einleitung eines Überholvorganges, durch eine Vorbeifahrt an einem langsameren Hindernis, oder aber auch durch Auf- und Abfahren von oder auf eine Autobahn, eine Schnellstraße etc. ergeben.

Beleuchtet man insbesondere die Situation des Auffahrens von einem Zubringer auf eine Schnellstraße oder auf eine Autobahn, so kann der Kraftfahrzeugführer zwar den optimal nach hinten gerichteten Spiegel für den im Zubringerbereich nachfolgenden Verkehr verwenden, jedoch zeigt der so eingestellte Außenspiegel nicht den rückwärtigen Raum bezogen auf die angestrebte Fahrbahn, der man sich in einem entsprechenden Winkel annähert. Hierzu bedarf es in jedem Falle eines Blickes über die Schulter, um diesen Raum überhaupt einsehen zu können. Gefährliche Situationen ergeben sich immer dann, wenn herannahende Fahrzeuge in der auf diese Weise nicht einsehbaren abweichenden Fahrspur, der man sich ja erst nähert, herannahen, mit hoher Geschwindigkeit, und ein Blick über die Schulter bei weitem nicht ausreichend ist, um bezogen auf die benötigte Zeit zum Auffahren auf eine Autobahn den nachfolgenden Verkehr oder das herannahende Fahrzeug abschätzen zu können.

Übliche Spiegel bekannter Art helfen hierbei nicht.

Aus der US 5 956 181 ist über die Verwendung oben genannter asphärischer Spiegel auch eine Anordnung bekannt, bei welcher der Spiegel als solches substituiert wird durch eine Anordnung von Kamera und Videodisplay als Spiegeloberfläche. Ein entsprechendes Kamerasystem überwacht den rückwärtigen Raum hinter dem Fahrzeug und bildet das so sich ergebende Bild auf einer Displayfläche ab, die so im Fahrzeug positioniert ist, wie der übliche Innenspiegel.

Da die Kamerasysteme mit festen oder variablen Brennweiten, dann jedoch mit Brennweiten in festen Grenzen arbeiten, ist eine Einsichtnahme des gesamten rückwärtigen Raumes auch hiermit nicht möglich.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine situationsgerechte Unterstützung der elektrischen Außenspiegelverstellung herbeizuführen.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2-8 angegeben.

Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 9 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen 10-15 angegeben.

Kern der verfahrensgemäßen Erfindung besteht darin, daß bei Fahrbahn- bzw. Fahrspurwechsel der Winkel mit welchem der Fahrspurwechsel vorgenommen wird, gemessen und davon abhängig, die Außenspiegel automatisch optimiert zumindest temporär verstellt werden.

Hierbei wird erreicht, daß anders als im oben genannten bekannten Falle des Belassens einer optimierten Spiegeleinstellung, für jede beliebige Situation nunmehr der sich durch den Fahrspurwechsel ergebende abweichende Winkel zu derjenigen Fahrbahn, die erreicht werden soll und auf der sich Fahrzeuge von hinten nähern, berücksichtigt wird, um den Außenspiegel entsprechend auf diese anvisierte neue Fahrspur oder neue Fahrbahn bereits im richtigen Bezugswinkel auszurichten, so lange bis die besagte Fahrbahn oder Fahrspur erreicht ist. Ist die entsprechende Fahrspur dann erreicht, so besteht kein abweichender Fahrspurwechselwinkel mehr und der Spiegel kann sich wieder zurückstellen auf die ursprüngliche, optimierte Einstellung für den rückwärtigen Raum bei Geradeausfahrt.

Darüber hinaus können sich Fahrbahn- und Fahrspurwechsel auch bei Verkehrssituationen ergeben und so ist die Erfindung dahingehend weiterhin auszulegen, daß auch beim spontanen Wechsel von Fahrspuren entsprechende Mittel den nun zur neuen anvisierten Fahrspur sich ergebenden, abweichenden Wechselwinkel ermitteln und daraufhin wiederum die Außenspiegel ad hoc anpassend verstellen, so lange bis die anvisierte Fahrspur erreicht ist.

Damit ist immer eine optimale Einsichtnahme des rückwärtigen Raumes auch bei Auf- und Abfahren auf oder von einer Autobahn gegeben.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß der Fahrspurwechsel unter Zuhilfenahme eines GPS-Ortungssystemes ermittelt wird. Damit bleibt auch bei Wiederbefahrung einer Strecke die Verstellung reproduzierbar.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist daher vorgesehen, daß ortsbezogene, zwanghaft bedingte Fahrspurwechsel, wie beispielsweise an Auf- und Abfahrten von Autobahnen, Schnellstraßen etc. unter Einbeziehung eines Navigationssystems und Registrierung jeweils häufig wiederbefahrener Strecken die Einstellungen und Verstellungen der Außenspiegel automatisch in Verbindung mit den Streckendaten abgespeichert bzw. entlang entsprechender Streckenpunkte aktivierbar sind. Dies gilt bei ortsfesten und somit fixen Fahrspurwechseln, die beim Auf- und Abfahren von Autobahnabfahrten und -auffahrten naturgemäß entstehen. Man nähert sich beispielsweise von der Auffahrt in einem entsprechenden Winkel der Hauptfahrspur. Da die Außenspiegel auf dem Zubringer noch auf Geradeausfahrt noch optimiert eingestellt sind, ergibt sich hiermit nunmehr die Notwendigkeit, auch den rückwärtigen Raum derjenigen Fahrbahn einsehen zu können, der man sich im entsprechenden Winkel nähert. Damit wird der gesamte Betriebsablauf erheblich sicherer gestaltet.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß Außenspiegeleinstellungsdaten ortskorreliert mit Streckendaten im Navigationssystem abgespeichert bzw. automatisch abgerufen werden können. Dies unterstützt die oben beschriebene Verfahrensweise.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, daß die Außenspiegeleinstellungsdaten adaptiv abgespeichert werden können bzw. werden. Dies hat zur Folge, daß beim Wiederbefahren von Strecken neue, optimierte Einstellungsdaten in den entsprechenden Speicherfeldern angespeichert und alte Daten überschrieben und somit aktualisiert werden. Somit steht immer wieder eine Optimierung bei Wiederbefahrung an, wodurch das System als solches auch immer zuverlässiger wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß Außenspiegeleinstellungsdaten bezogen auf manuell ausgelöste elektrische Spiegeleinstellungen ortskorreliert adaptiv gespeichert werden. Hierbei kommt es zu einer Kombination der manuell elektrischen Einstellung der Außenspiegel nach Maßgabe des Fahrzeugführers selbst, und der Korrelation dieser manuell elektrisch ausgelösten Spiegelverstellung mit dem navigierten Ort, was den Vorteil hat, daß beim Wiederbefahren der Strecke ortsbezügliche oder ortsspezifische Gegebenheiten mitberücksichtigt werden und sich die Spiegel entsprechend automatisch darauf einstellen, sobald die Strecke wieder befahren wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß zusätzlich zu elektronischen Navigationsdaten auch die Daten eines Erdmagnetfeldsensors kumulativ mitberücksichtigt werden, insbesondere zur Registrierung der Lenktätigkeit. Die Lenktätigkeit hat natürlich die Wirkung einer entsprechenden Ortsveränderung aus einer Geradeausrichtung, die natürlich navigationsmäßig auch erfaßbar ist. Handelt es sich jedoch um kleine Lenkausschläge, so können diese präziser als Winkel- oder Ortsveränderung oder als Drehveränderung aus einer entsprechenden Orientierung heraus mittels Erdmagnetfeldsensor registriert werden. Damit entsteht eine genauere und feinfühligere Berücksichtigung auch sehr spitzer Annäherungswinkel zwischen den Fahrbahnwechseln.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß das Spiegelsystem als solches aus einer Kamera besteht, die den rückwärtigen Raum einsieht und einem Display, welches auf der besagten, ansonsten üblichen Außenspiegeloberfläche angeordnet ist. Die Displayanordnung kann sich dabei jedoch auch auf den Innenspiegel erstrecken.

Erfindungswesentlich ist hierbei die Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, nämlich den Fahrspurwechsel und die damit einhergehenden Wechselwinkel zu registrieren und diesen dann nunmehr nicht nur auf die Spiegelnachstellung eines Spiegels auszusteuern, sondern damit eine entsprechende Neigungs- bzw. Winkelnachführung des Kamerasystemes zu bewirken. In beiden Fällen ist das Wesen der Erfindung als solches betroffen.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Einrichtung besteht der Kern der Erfindung darin, daß im Fahrbetrieb mittels Sensoren, Navigationssystem und ggf. Magnetfeldsensor ein Fahrbahn- oder Fahrspurwechsel qualitativ und quantitativ ermittelbar ist und die elektrische Verstellung der Außenspiegel orts- und ereigniskorreliert automatisch erfolgt.

Somit sind alle Mittel benannt und gegeben, um das erfindungsgemäße Verfahren auch realisieren zu können.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist angegeben, daß der Sensor ein Navigationssystem und/oder ein Magnetfeldsensor sein kann. Am vorteilhaftesten ist die kumulative Verwendung von GPS-Ortung durch ein Navigationssystem in Verbindung mit einem Erdmagneffeldsensor, der auch geringste Abweichungen auf der bisherigen Geradeausrichtung ermitteln kann.

Des weiteren ist vorteilhaft vorgesehen, daß eine Speichereinheit vorhanden ist, um ortskorrelierte Einstellungs- und Verstellungsdaten in entsprechend organisierte Speicherfelder abzulegen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß die Speichereinheit als solches adaptiv und somit überschreibbar in ihren Datenfeldern strukturiert und organisiert ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eine von Hand betätigbare Eingriffsschnittstelle vorgesehen ist, um den beschriebenen Automatismus der Spiegelverstellung auch aussetzen bzw. auch darin eingreifen zu können, um noch ggf. Staturdaten oder Sitzpositionsdaten des Fahrzeugführers auch manuell mitzuberücksichtigen.

In letzter vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß Abstandssensoren vorgesehen sind zur Eliminierung von Tote-Winkel-Effekten, wobei beispielsweise bei Annäherung eines Fahrzeuges von hinten dasselbe über die Abstandssensoren registriert wird und daraufhin eine Spiegelnachführung dergestalt bewirkt wird, daß der Spiegel auf die Erfassung des sich im toten Winkel herannahenden Fahrzeuges verstellt bzw. fokussiert wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1: Fahrbahnwechsel.

Fig. 2: Einzelkomponenten der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Fig. 1 zeigt in einem praktischen Anwendungsfall einen Fahrbahnwechsel, der beispielsweise durch Auffahren von einer Auffahrt A auf eine Fahrbahn einer Autobahn B dargestellt ist. Die Auffahrt A ist zur Autobahn B mit einem relativen Wechselwinkel von α angeordnet. Dieser Wechselwinkel entsteht somit auch bei der Auffahrt des Fahrzeuges 1 von der Auffahrt A auf die Fahrbahn B der Autobahn. Die Außenspiegel 16 und 17 sind normalerweise auf Geradeausfahrt optimiert. Nunmehr wird in erfindungsgemäßer Weise der Winkel α, der die Relativposition oder die Winkelposition der beiden Fahrbahnen A und B zueinander beschreibt, mitberücksichtigt, so daß der Spiegel 17 automatisch so verstellt wird, daß sich der Blickwinkel χ ergibt. Der Blickwinkel χ ergibt sich aus einem hier nicht weiter dargestellten ursprünglichen Winkel χ₁ plus dem Wechselwinkel α, der sich in Summe zum Gesamtblickwinkel χ wiederum ergibt. Die Außenspiegel, insbesondere der Außenspiegel 17 wird so eingestellt, daß der Fahrzeugführer im Fahrzeug 1 das auf der anderen Fahrbahn B, zu der er wechselt, herannahende Fahrzeug sehen kann. Er kann dann entsprechend darauf reagieren, insbesondere ist das Fahrzeug 2 nunmehr beim Auffahren im erfaßten Blickwinkel des Außenspiegels 17, der sich automatisch darauf einstellt. Dadurch wird ein sicheres Auffahren gewährleistet.

Ein solcher Wechselwinkel α kann sich jedoch auch dann ergeben, wenn das Fahrzeug 1 auf einer Autobahn durch Einleitung eines Überholvorganges die Fahrspur wechselt und sich ein solcher spitzer Winkel α von der bisher befahrenen Fahrspur zur dann gewechselten Fahrspur ergibt. Auch hierbei erfolgt eine automatische Berücksichtigung des Wechselwinkels in der bereits beschriebenen Weise. Um die entsprechenden Einstellungsdaten auch ortsbezogen korreliert abspeichern zu können, sind entsprechende Navigationsdaten hier zu korrelieren. Fernerhin bedarf es möglicherweise weiterer Sensoren, um Fahrspurwechsel als geringfügige Drehungen aus der bisherigen Geradeausrichtung als solches zu erkennen, den Winkel α zu bestimmen und diesen auf den entsprechenden Verstellwinkel des betroffenen Spiegels auszusteuern, so daß sich wie in Fig. 1 der neue Blickwinkel χ automatisch eingestellt wird.

Fig. 2 zeigt die Zusammenwirkung der einzelnen, zur Durchführung des Verfahrens notwendigen apparativen Komponenten. Kernpunkt ist ein Navigationsrechner 10, der seine Daten von einer GPS-Einheit 11 und ggf. einer Art Kompaß 12 erhält. Weiterhin gehen ihm Streckendaten aus einem Streckendatenspeicher 13 zu und er ist weiterhin, so jedoch bidirektional mit einer adaptiven Speichereinheit 14 für ortsbezogene Einstelldaten und deren Abspeicherung verbunden. Das heißt, der Navigationsrechner 10 kann entsprechende Daten in Richtung der Speichereinheit 14 übertragen und in derselben speichern, jedoch auch Daten aus der Speichereinheit 14 abfragen, um entsprechend im nachfolgend angesteuerten Stellgrößenermittler 15 entsprechende anpassende Stellgrößen für die Außenspiegelverstellantriebe 16 und 17 zu generieren.

Auf diese Weise läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren einfach anwenden, wobei die elektrische bzw. elektromotorische Verstellung der Außenspiegel bereits ein im Stand der Technik existierendes notwendiges Grundelement darstellt.

Der wesentliche Unterschied besteht hierbei darin, daß die Spiegeleinstellung/- verstellung situationsbezogen genau und ortskorreliert vorgenommen wird. Dabei erfolgt die ad-hoc-Spiegelverstellung aus einer manuell elektrisch einstellbaren Grundstellung für Geradeausfahrt, zu einer entsprechend situations- und ortsangepassten, ggf. nur temporären Verstellung mit anschließender Rückstellung in die genannte Grundstellung.

Dabei kann der Fahrweg des Fahrzeuges durch das Navigationssystem verfolgt und somit ein Auffahren auf eine Autobahn, ein Wechseln der Autobahnen etc. erkannt und automatisch eine Spiegelverstellung für den Auffahrvorgang in der oben beschriebenen Weise vorgenommen werden. Spurwechsel können unter anderem durch Kompassysteme erkannt werden, und in der oben dargestellten Weise ebenso eine temporäre Spiegelverstellung bewirken.

Claims (15)

1. Verfahren zur elektrischen Verstellung der Außenspiegel bei Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fahrbahn- bzw. Fahrspurwechsel der Winkel, mit welchem der Fahrspurwechsel vorgenommen wird, gemessen und davon abhängig die Außenspiegel automatisch optimierend, zumindest temporär verstellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrspurwechsel unter Zuhilfenahme eines GPS-Ortungssystemes ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ortsbezogene, zwanghaft bedingte Fahrspurwechsel, wie beispielsweise an Auf- und Abfahrten von Autobahnen, Schnellstraßen etc. unter Einbeziehung eines Navigationssystemes und der Registrierung jeweils häufig wiederbefahrener Strecken, die Einstellung/Verstellung der Außenspiegel automatisch in Verbindung mit den Streckendaten abgespeichert bzw. entlang entsprechender Streckenpunkte aktivierbar sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Außenspiegeleinstellungsdaten im Navigationssystem abgespeichert bzw. automatisch abgerufen werden bzw. werden können.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Außenspiegeleinstellungsdaten adaptiv gespeichert werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Außenspiegeleinstellungsdaten bezogen auf manuell ausgelöste elektrische Spiegeleinstellungen ortskorreliert, adaptiv abgespeichert werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu elektronischen Navigationsdaten auch die Daten eines Erdmagnetfeldsensors, insbesondere zur Registrierung der Lenkbetätigung kumulativ hinzugezogen wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiegelsystem aus einer nach hinten gerichteten Kamera und einem auf der Spiegeloberfläche angeordneten Display besteht.

9. Einrichtung zur elektrischen Verstellung der Außenspiegel bei einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß im Fahrbetrieb mittels Sensoren (11, 12) ein Fahrbahn- oder Fahrspurwechsel qualitativ und quantitativ ermittelbar ist und die elektrische Verstellung der Außenspiegel (16, 17) orts- und ereigniskorreliert automatisch erfolgt.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein GPS-gestützter Navigationssensor (11) ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Magnetfeldsensor (12) ist.

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichereinheit (14) für ortskorrelierte Einstell-/Verstelldaten vorgesehen ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (14) adaptiv angelegt ist.

14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine manuell betätigbare Eingriffsschnittstelle vorgesehen ist.

15. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Abstandssensoren am Kraftfahrzeug angeordnet sind, zur Eliminierung von Tote-Winkel-Effekten, in dem bei Eindringen eines Fahrzeuges in den Raum des toten Winkels automatisch eine entsprechende Spiegelnachstellung zur Sichtbarmachung des Fahrzeuges im zuvorigen toten Winkel gegeben ist.