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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Parkhilfeeinrichtung eines Fahrzeugs, die eine Abstandsmesseinheit mit mindestens einem Abstandssensor umfasst.
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Der zur Verfügung stehende Parkraum, insbesondere in den Städten, wird zunehmend geringer. Aus diesem Grund werden verstärkt Parkhilfesysteme in Fahrzeugen eingesetzt, die einen Fahrzeugführer insbesondere beim Einparken unterstützen.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Parkhilfeeinrichtung eines Fahrzeugs zur Unterstützung eines Parkvorgangs zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer Parkhilfeeinrichtung. Die Parkhilfeeinrichtung umfasst eine Abstandsmesseinheit mit mindestens einem Abstandssensor. Abhängig von zumindest einem aktuellen oder vorangegangenen Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird eine extrapolierte Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt. Abhängig von einem Messsignal des Abstandssensors und der ermittelten extrapolierten Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird eine Kollisionszeitdauer-Kenngröße ermittelt und ein Kollisionswarnsignal erzeugt, wenn die Kollisionszeitdauer-Kenngröße einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
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Die Parkhilfeeinrichtung kann so zusätzlich zum Erzeugen eines Kollisionswarnsignals genutzt werden. Das Kollisionswarnsignal ist eine Vorhersage eines möglichen kommenden Schadens, der aber noch unterbunden oder gelindert werden kann. Das Kollisionswarnsignal ermöglicht, die Aufmerksamkeit von Fahrzeuginsassen auf die drohende Kollisionsgefahr zu lenken. Durch geeignete Wahl des Schwellenwertes verbleibt zwischen dem Beginn des Erzeugens des Kollisionswarnsignals und der vermeintlichen Kollision eine Restzeitdauer, die ein Fahrzeugführer nutzen kann, Maßnahmen einzuleiten, die Kollision abzuwenden. Die Restzeitdauer ist abhängig von dem vorgegebenen Schwellenwert, der fest vorgegeben sein kann oder, insbesondere während des Parkvorgangs, anpassbar sein kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Unterstützung eines Parkvorgangs abhängig von dem Messsignal des Abstandssensors ein Abstandssignal erzeugt. Das Messsignal des Abstandssensors wird so zweifach genutzt, zum einen kann in Abhängigkeit des Messsignals das Abstandssignal erzeugt werden, zum anderen kann das Messsignal für die Kollisionswarnung genutzt werden. Es ist auch möglich, dass das Abstandssignal nur erzeugt wird, wenn die Kollisionszeitdauer-Kenngröße größer ist als der vorgegebene Schwellenwert. Dadurch, dass in diesem Fall das Abstandssignal nicht erzeugt wird, wenn das Kollisionswarnsignal erzeugt wird, ist es für die Fahrzeuginsassen einfacher, zwischen einem informativen Abstandssignal und der Kollisionswarnung zu unterscheiden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Abstandssignal erzeugt, wenn eine vorgegebene Aktivierungsbedingung für das Erzeugen des Abstandssignals erfüllt ist. Beispielsweise kann die Aktivierungsbedingung umfassen, dass ein im Fahrzeug zugänglicher Schalter einen vorgegebenen Schaltzustand hat. Die Erzeugung des Abstandssignals kann so beispielsweise durch einen Fahrzeuginsassen nach Bedarf aktiviert oder deaktiviert werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird abhängig von dem Messsignal des Abstandssensors ein erfasster Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Fahrzeugexternen Objekt ermittelt und die Kollisionszeitdauer-Kenngröße abhängig von einem Verhältnis des erfassten Abstands zu der extrapolierten Geschwindigkeit ermittelt. Die Kollisionszeitdauer-Kenngröße kann so einfach ermittelt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Kollisionswarnsignal derart akustisch und/oder optisch erzeugt, dass es geeignet ist, die Fahrzeuginsassen auf eine Kollisionsgefahr aufmerksam zu machen. Dies hat den Vorteil, dass das Kollisionswarnsignal sich für die Fahrzeuginsassen von Signalen, die einen reinen Informationscharakter haben, deutlich unterscheidet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Kollisionswarnsignal akustisch erzeugt mit einem großen Schalldruckpegel und/oder einer hohen Frequenz und/oder einem schnell alternierenden Schalldruckpegel und/oder mit zumindest zwei alternierenden dissonanten Frequenzen und/oder mit zwei alternierenden sehr unterschiedlichen Frequenzen und/oder wird optisch erzeugt mit grellen Farben und/oder Leuchtfarben und/oder zweier kräftig kontrastierender Farben und/oder mit alternierender Farbintensität.
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Der anzuwendende Wertebereich für den Schalldruckpegel und die Frequenzen ist abhängig von einer menschlichen Hörempfindlichkeit. So hat sich gezeigt, dass zwei Töne deren Frequenzen komplizierte Zahlenverhältnisse haben, etwa eine große Septime 15:8, eine kleine None 32:15 und eine kleine Sekunde 16:15, als dissonant wahrgenommen werden.
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Die Farbe Rot ist eine der auffälligsten Farben und ist als Warnfarbe geeignet. Eine Kombination Rot mit Weiß oder Schwarz ist als Warnfarbkombination ebenfalls geeignet. Auch Gelb in Kombination mit Schwarz kann ebenfalls als Warnfarbekombination dienen.
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Beispielsweise kann das Kollisionswarnsignal eine sich wiederholende Sequenz von jeweils 5 aufeinander folgenden Tonimpulsen mit in etwa 150 ms Dauer umfassen, wobei die Pausen zwischen den jeweiligen Tonimpulsen eine abnehmende Dauer von in etwa 200 ms bis 100 ms haben. Der Schalldruckpegel der Tonimpulse liegt beispielsweise 20 dB über einem in dem Fahrzeug vorherrschenden Hintergrundgeräusch-Schalldruckpegel. Der Tonimpuls hat beispielsweise eine Frequenz von 2 kHz. Alternativ oder zusätzlich kann das Kollisionswarnsignal zwei alternierende Töne mit 2 kHz und 1,3 kHz umfassen. Beispielsweise wird zusätzlich zu dem akustisch erzeugten Kollisionswarnsignal ein rot blinkendes Signal als Kollisionswarnsignal erzeugt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine automatische Bremsung des Fahrzeugs, wenn die Kollisionszeitdauer-Kenngröße den vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Dies hat den Vorteil, dass, wenn der Fahrzeugführer die Gefahr einer Kollision nicht erkennt und/oder keine ausreichende Bremsreaktion des Fahrzeugführers erfolgt, eine Kollision des Fahrzeugs mit dem Fahrzeugexternen Objekt vermieden werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Abstandssignal derart akustisch und/oder optisch erzeugt, dass es geeignet ist, den erfassten Abstand zu verdeutlichen. Die Fahrzeuginsassen ordnen dem Abstandssignal einen Informationscharakter zu. Das Abstandssignal verdeutlicht so eindeutig den erfassten Abstand ohne Warncharakter. Die Information des Abstandssignals kann der Fahrzeugführer nach Bedarf nutzen oder ignorieren. Ein Ignorieren des Abstandssignals durch den Fahrzeugführer hat nicht zur Folge, dass eine Gefahrensituation nicht erkannt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Abstandssignal akustisch erzeugt mit einem geringen bis mittleren Schalldruckpegel und/oder einer tiefen Frequenz und/oder mit zumindest zwei alternierenden harmonischen Frequenzen und/oder mit zwei sehr ähnlichen Frequenzen und/oder wird optisch erzeugt mit sanften Farben aus einem Wellenlängenspektrum von in etwa 400 nm bis 560 nm und/oder zweier gering kontrastierender Farben.
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Dies hat den Vorteil, dass das Abstandssignal sich von Signalen, die einen Warncharakter haben, deutlich unterscheidet.
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Der anzuwendende Wertebereich für den Schalldruckpegel und die Frequenzen ist abhängig von der menschlichen Hörempfindlichkeit.
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Beispielsweise kann das Abstandssignal eine sich wiederholende Sequenz von Einzeltonimpulsen von in etwa 400 ms Dauer umfassen, wobei zwischen den jeweiligen Einzeltonimpulsen eine Pause ist, die abhängig ist von dem erfassten Abstand. Der Schalldruckpegel des Einzeltonimpulses liegt beispielsweise 10 dB bis 15 dB über dem in dem Fahrzeug vorherrschenden Hintergrundgeräusch-Schalldruckpegel. Der Einzeltonimpuls hat beispielsweise eine Frequenz aus dem Bereich von in etwa 400 Hz bis 500 Hz. Alternativ oder zusätzlich kann das Abstandssignal beispielsweise zwei oder drei harmonisch alternierende Töne umfassen.
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Ausführungsbeispiele von Ausgestaltungen der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Parkhilfesystems 1,
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2 ein zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Programms zum Betreiben einer Parkhilfeeinrichtung,
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3 ein Ausführungsbeispiel für die Erzeugung eines Abstandssignals D und
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4 ein Ausführungsbeispiel für die Erzeugung eines Kollisionswarnsignals W.
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Das Parkhilfesystem 1 (1) eines Fahrzeugs 20 umfasst eine Parkhilfeeinrichtung und eine Vorrichtung zum Betreiben der Parkhilfeeinrichtung. Die Vorrichtung zum Betreiben der Parkhilfeeinrichtung umfasst eine Recheneinheit 15. Der Vorrichtung zum Betreiben der Parkhilfeeinrichtung ist eine Signalausgabeeinheit 50 zugeordnet.
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Die Parkhilfeeinrichtung umfasst beispielsweise eine Abstandsmesseinheit 30 mit mehreren Abstandssensoren, die beispielsweise erste Abstandssensoren 31 und/oder zweite Abstandssensoren 31f und/oder dritte Abstandssensoren 31r und/oder vierte Abstandssensoren 31l umfassen. Die ersten Abstandssensoren 31 sind beispielsweise an einer Fahrzeugrückseite angeordnet. An einer Fahrzeugvorderseite können die zweiten Abstandssensoren 31f angeordnet sein. An einer linken Fahrzeugseite können die dritten Abstandssensoren 31l und an einer rechten Fahrzeugseite können die vierten Abstandssensoren 31r vorgesehen sein. Die Abstandssensoren sind jeweils ausgebildet, Abstände zu einem Fahrzeug-externen Objekt 40 zu messen. Die Abstandssensoren sind beispielsweise als Ultraschallsensoren ausgebildet. Die Abstandssensoren sind beispielsweise über einen Datenbus 17 mit der Recheneinheit 15 im Fahrzeug 20 gekoppelt.
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Die Recheneinheit 15 umfasst beispielsweise eine zentrale Prozessoreinheit mit einem Programmspeicher und einem Datenspeicher. Die Recheneinheit 15 ist ausgebildet eine extrapolierte Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 20 abhängig von zumindest einem aktuellen oder vorangegangenen Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 zu ermitteln. Die Recheneinheit 15 ist beispielsweise mit einem Geschwindigkeitssensor gekoppelt, der den aktuelle Wert oder/und den vorangegangen Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 ermittelt. Alternativ kann die Recheneinheit 15 ausgebildet sein, den aktuellen und/oder den vorangegangenen Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 abhängig von einem Messsignal M der jeweiligen Abstandssensoren zu ermitteln.
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Die Recheneinheit 15 ist des Weiteren ausgebildet, eine Kollisionszeitdauer-Kenngröße K abhängig von dem Messsignal M der jeweiligen Abstandssensoren und der ermittelten extrapolierten Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 20 zu ermitteln. Die Recheneinheit 15 ist des Weiteren ausgebildet, abhängig von dem jeweiligen Messsignal M der Abstandssensoren einen erfassten Abstand A zwischen dem Fahrzeug-externen Objekt 40 und dem Fahrzeug 20 zu ermitteln.
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Die Recheneinheit 15 ist gekoppelt mit der Signalausgabeeinheit 50. Die Signalausgabeeinheit 50 umfasst beispielsweise einen oder mehrere Lautsprecher 70 und/oder eine Anzeige 60. Die Anzeige 60 kann beispielsweise einen Bildschirm und/oder LED-Anzeige umfassen und beispielsweise im Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet sein. Die Signalausgabeeinheit 50 kann auch ein Head-Up-Display umfassen. Alternative oder zusätzlich kann als Anzeige ein Bildschirm eines Navigationsgerätes genutzt werden.
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Die Recheneinheit 15 erzeugt ein Abstandssignal D, das über die Signalausgabeeinheit 50 ausgegeben wird, wenn eine vorgegebene Aktivierungsbedingung B für das Erzeugen des Abstandssignals D erfüllt ist. Die Aktivierungsbedingung B kann beispielsweise umfassen, dass von einer zentralen Fahrzeugsteuerung ein Signal ausgegeben wird, dass ein Einparkvorgang vorliegt. Beispielsweise wird dieses Signal ausgeben, wenn ein Rückwärtsgang des Fahrzeugs 20 eingelegt wird oder/und ein langsames Manövrieren des Fahrzeugs 20 erkannt wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Aktivierungsbedingung B umfassen, dass ein im Fahrzeug 20 zugänglicher Schalter einen vorgegebenen Schaltzustand hat.
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Die Recheneinheit 15 ist des weiteren ausgebildet ein Kollisionswarnsignal W zu erzeugen, das von der Signalausgabeeinheit 50 ausgegeben wird, wenn die Kollisionszeitdauer-Kenngröße K einen vorgegebenen Schwellenwert TH unterschreitet.
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Die Recheneinheit 15 ist beispielsweise zusätzlich gekoppelt mit einer Bremsanlagensteuerung und ausgebildet, ein Bremssignal an die Bremsanlagensteuerung auszugeben, wenn die Kollisionszeitdauer-Kenngröße K den vorgegebenen Schwellenwert TH unterschreitet, wodurch eine automatische Bremsung des Fahrzeugs eingeleitet wird.
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2 zeigt ein Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Programms zum Betreiben einer Parkhilfeeinrichtung, welches beispielsweise abgearbeitet wird mit Hilfe der zentrale Prozessoreinheit mit dem Programm- und Datenspeicher der Recheneinheit 15. In einem ersten Schritt S1 wird beispielsweise abhängig von dem Messsignal M des Abstandssensors ein erfasster Abstand A zwischen dem Fahrzeug 20 und dem Fahrzeug-externen Objekt 40 ermittelt.
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In einem zweiten Schritt S2 wird eine extrapolierte Geschwindigkeit v ermittelt abhängig von zumindest einem aktuellen oder vorangegangenen Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20. Der aktuelle oder vorangegangene Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 kann beispielsweise mit Hilfe des Geschwindigkeitssensors ermittelt werden. Eine weitere Möglichkeit ist, in dem ersten Schritt S1 abhängig von dem Messsignal M des Abstandssensors einen ersten erfassten Abstand zwischen dem Fahrzeug-externen Objekt 40 und dem Fahrzeug 20 zu ermitteln und nach einer Messintervallzeitdauer einen zweiten erfassten Abstand zu ermitteln. Abhängig von dem ersten erfassten Abstand und dem zweiten erfassten Abstand und der Messintervallzeitdauer wird beispielsweise der aktuelle Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 ermittelt. Die extrapolierte Geschwindigkeit v kann beispielsweise aus dem aktuellen Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 ermittelt werden oder abhängig von dem aktuellen Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 und einer ermittelten Beschleunigung des Fahrzeugs 20. Die Beschleunigung kann beispielsweise abhängig von dem aktuellen und dem vorangegangenen Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 ermittelt werden.
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In einem Schritt S3 wird die Kollisionszeitdauer-Kenngröße K berechnet abhängig von einem Verhältnis des erfassten Abstands A zu der extrapolierten Geschwindigkeit v.
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In einem vierten Schritt S4 wird die Kollisionszeitdauer-Kenngröße K verglichen mit einem vorgegebenen Schwellenwert TH.
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Ist die Kollisionszeitdauer-Kenngröße K kleiner als der vorgegebene Schwellenwert TH wird in einem fünften Schritt S5 das Kollisionswarnsignal W erzeugt. Wird in dem fünften Schritt S5 das Kollisionswarnsignal W ausgegeben, kehrt die Prozedur zum ersten Schritt S1 zurück.
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Ergänzend oder alternativ kann in dem fünften Schritt S5, wenn die Kollisionszeitdauer-Kenngröße K kleiner als der vorgegebene Schwellenwert TH ist, eine automatische Bremsung des Fahrzeugs erfolgen.
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Ist die Kollisionszeitdauer-Kenngröße K gleich oder größer dem beziehungsweise als der vorgegebene Schwellenwert TH wird in dem fünften Schritt S5 geprüft, ob die vorgegebene Aktivierungsbedingung B für die Erzeugung des Abstandssignals D erfüllt ist. Ist die Aktivierungsbedingung B erfüllt, wird in einem Schritt S6 das Abstandssignal D erzeugt. Ansonsten kehrt die Prozedur zum ersten Schritt S1 zurück. Von dem sechsten Schritt S6 kehrt die Prozedur wieder zum ersten Schritt S1 zurück.
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In dem Ausführungsbeispiel für das Programm zum Betreiben der Parkhilfeeinrichtung wird abhängig von der Kollisionszeitdauer-Kenngröße K das Kollisionswarnsignal W oder, vorausgesetzt die vorgegebene Aktivierungsbedingung B ist erfüllt, das Abstandssignal D erzeugt. Es ist auch möglich, dass, wenn die Kollisionszeitdauer-Kenngröße K kleiner ist als der vorgegebene Schwellenwert TH, das Kollisionswarnsignal W und, vorausgesetzt die vorgegebene Aktivierungsbedingung B ist erfüllt, das Abstandssignal D erzeugt werden.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Ausgabe des Abstandssignals D. Beispielsweise wird auf dem Bildschirm, der im Armaturenbrett des Fahrzeugs 20 angeordnet ist, ein Fahrzeug 20 dargestellt. Es wird jeweils eine Messkeule der ersten und zweiten Abstandssensoren 31, 31f angezeigt. Ein Bereich in der jeweiligen Messkeule, in dem sich ein Fahrzeugexternes Objekt 40 befindet, wird in einer ersten Farbe angezeigt, und ein anderer Bereich, in dem sich kein Fahrzeugexternes Objekt 40 befindet, in einer zweiten Farbe. Die erste Farbe und die zweite Farbe vermitteln keinen Warncharakter. Die erste Farbe ist beispielsweise ein sanftes Gelb mit einem sanften Übergang zu Hellgrün und die zweite Farbe ist beispielsweise Weiß.
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Das Abstandssignal D kann beispielsweise zusätzlich akustisch, beispielsweise wie in der allgemeinen Beschreibung ausgeführt, erzeugt werden. Das akustisch erzeugte Abstandssignal D hat den Vorteil, dass der Fahrzeugführer es zur Unterstützung bei einem Parkvorgang nutzen kann ohne auf einen Bildschirm schauen zu müssen; sondern er kann gleichzeitig die Umgebung des Fahrzeugs 20 beobachten. Die Lautsprecher 70 können im Fahrzeug 20 räumlich verteilt angeordnet sein und abhängig von dem Abstandssignal D so angesteuert werden, dass die Fahrzeuginsassen durch eine gezielte Schallausbreitung eine Richtung wahrnehmen können, in der sich das Fahrzeugexterne Objekt 40 befindet, und damit als virtuelle Schallquelle dienen.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Ausgabe des Kollisionswarnsignals W. Beispielsweise wird auf dem Bildschirm, der im Armaturenbrett des Fahrzeugs 20 angeordnet sein kann, ein Fahrzeug dargestellt. Es wird jeweils eine Messkeule der ersten und zweiten Abstandssensoren 31, 31f angezeigt. An der Position, die die Stelle repräsentiert, an der eine Kollision des Fahrzeugs 20 mit dem Fahrzeug-externe Objekt 40 droht, wird ein hellrot blinkender Kreis angezeigt. Ergänzend kann auf dem Bildschirm ein Text angezeigt werden, beispielsweise blinkend in roter Farbe. Das Kollisionswarnsignal W wird beispielsweise zusätzlich akustisch, beispielsweise wie in der allgemeinen Beschreibung ausgeführt, erzeugt.
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Zur Unterstützung des Fahrzeugführers oder der anderen Fahrzeuginsassen bei einer korrekten und schnellen Interpretation von Warnsignalen des Fahrzeugs 20 können alle Warnsignale, die von dem Fahrzeug 20 erzeugt werden, in Klassen eingeteilt werden. Abhängig von einem zu erwartenden Schaden und einer zur Vermeidung des Schadens zur Verfügung stehenden Zeit wird eine Anzeigenmatrix festgelegt und die jeweiligen Warnsignale können einer Klasse zugeordnet werden. Für die jeweiligen Klassen kann festgelegt werden, welche Sinneskanäle angesprochen werden sollen und wie stark der Warncharakter ausgebildet sein soll. Die Einteilung der jeweiligen Warnsignale in Klassen kann zusätzlich genutzt werden, die Ausgabe der Warnsignale zu priorisieren, wenn mehrere Warnsignale gleichzeitig erzeugt werden. Für die Warnsignale, die einer Klasse zugeordnet sind, werden die Warnsignale ähnlich optisch angezeigt und/oder akustisch ähnlich verdeutlicht.
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In den vorderen Abschnitten wurden die Parkhilferichtung in Verbindung mit einem Parkhilfesystem 1 erläutert. Die Parkhilfeeinrichtung kann jedoch auch für andere Assistenzfunktionen, wie zum Beispiel als Manövrierhilfe in engen Straßen, eingesetzt werden und somit entsprechend betrieben werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Parkhilfesystem
- 15
- Recheneinheit
- 17
- Datenbus
- 20
- Fahrzeug
- 30
- Abstandsmesseinheit
- 31, 31f, 31l, 31r
- Abstandssensor
- 40
- Fahrzeug-externes Objekt
- 50
- Signalausgabeeinheit
- 60
- Anzeige
- 70
- Lautsprecher
- A
- erfasster Abstand
- B
- Aktivierungsbedingung
- D
- Abstandssignal
- K
- Kollisionszeitdauer-Kenngröße
- M
- Messsignal
- TH
- vorgegebener Schwellenwert
- v
- extrapolierte Geschwindigkeit
- W
- Kollisionswarnsignal