DE102008018474B4 - Fahrassistenzanlage für Kraftfahrzeuge, Verfahren zum haptischen Warnen eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Fahrassistenzanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Gefahrensensor (11), der ein Gefahrensignal erzeugt, wobei der Gefahrensensor (11) mit einem Steuergerät (10) verbunden ist, durch das Bremsaktuatoren (2, 3; 4,5) des Fahrzeuges (1) nach einem vorgegebenen Muster aktivierbar, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Steuergerät (10) mindestens alle Bremsaktuatoren (6, 7) aller Vorderräder (2, 3) einmalig aktivierbar sind.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrerassistenzanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf ein Verfahren zum haptischen Warnen eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 2.
• Eine derartige Fahrerassistenzanlage bzw. ein derartiges Verfahren sind aus der DE 10 2004 032 728 A1 bekannt. Zur Warnung eines Fahrers bei gefährlichen Fahrsituationen werden dort die Bremsen des Fahrzeuges zur Erzeugung einer gut spürbaren haptischen Fahrerrückmeldung mit Stellsignalen angesteuert, die einen sinusförmigen, impulsförmigen, dreieckförmigen oder sägezahnförmigen Verlauf aufweisen. Der längs- und querdynamische Fahrzustand soll durch die Veränderung der Radbremskraftgröße im wesentlichen unverändert bleiben, so dass aufgrund der Fahrzeugträgheit keine nennenswerten Änderungen des Fahrzustandes entstehen. Insbesondere sollen die Bremsen mit einer Frequenz bis etwa 20 Hz angesteuert werden, um die Resonanzfrequenz des Lenksystems einzustellen.
• Die DE 103 27 597 A1 zeigt eine automatische Bremssteuervorrichtung, die in Abhängigkeit vom Aufmerksamkeitsniveau des Fahrers ebenfalls Bremssignale erzeugt, die eine Vibration einer Karrosserie eines fahrenden Fahrzeuges erzeugen und damit den Fahrer aufwecken, dessen Aufmerksamkeitsniveau gesunken ist. Auch hier werden die Bremsen in einem Zyklus wiederholt aktiviert und deaktiviert.
• Moderne Fahrerassistenzanlagen für Kraftfahrzeuge sollen dem Fahrer vor Gefahrensituationen warnen. Beispiel hierfür ist ein sogenannter Spurassistent, der mit Sensoren, wie z. B. einer Kamera, Ultraschallsensoren, Radarsignalen oder ähnlichem überwacht, ob Gefahr besteht, dass das Fahrzeug die Fahrbahn verläßt, worauf ein Warnsignal erzeugt wird (vgl. DE 10 2006 032 554 A1 oder DE 10 2006 050 214 A1 ).
• In ähnlicher Weise arbeiten Abstandswarnsysteme, die den Abstand des Fahrzeuges zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem Hindernis messen und in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Abstand ermitteln, ob eine Kollisionsgefahr besteht.
• Andere Systeme überwachen die Aufmerksamkeit des Fahrers mit einer Kamera durch Beobachtung dessen Augenbewegung, Lidschlagfrequenz oder ähnlichem und erzeugen ebenfalls eine Warnung, wenn ein Aufmerksamkeitsdefizit festgestellt wird.
• Neben akustischen und optischen Warnungen wurde erkannt, dass auch haptische Warnungen sehr effektiv sind. Sie sind einerseits sehr schnell aufzunehmen, lenken den Fahrer nicht ab und führen ihn intuitiv und unmittelbar zu einer richtigen Reaktion. So assoziiert der Fahrer beispielsweise ein Lenkradvibrieren automatisch mit der Lenkaufgabe und seine Aufmerksamkeit wird unmittelbar auf die Fahrspur gelenkt. Bei dem oben erwähnten Spurassistenten ist es daher auch schon bekannt, ein Lenkradvibrieren auszulösen, wenn ein Spursensor ein Warnsignal erzeugt.
• Dies bedingt jedoch entsprechende Stellglieder oder Aktuatoren, um das Lenkrad vibrieren zu lassen. In der Praxis geschieht dies bisher durch eine elektrisch ansteuerbare Servolenkung, die in vielen Klein- und Mittelklasse-Pkw als Ersatz für eine reine hydraulische Servolenkung verfügbar ist. In schweren Nutzfahrzeugen gibt es dagegen bis heute keine solchen Lenksysteme, da die notwendigen Lenkkräfte bisher elektrisch nicht sinnvoll erzeugt werden können.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, Fahrassistenzanlage und Verfahren zum haptischen Warnen eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges dahingehend zu verbessern, dass mit geringem Aufwand eine wirksame haptische Warnung erzeugt werden kann, die spezifisch für die Gefahrensituation ist. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 2 angegebenen Merkmale gelöst.
• Die Grundidee der Erfindung besteht darin, durch gleichzeitiges einmaliges Aktivieren der Bremsen der Vorderachse oder aller Bremsen des Fahrzeuges einen Ruck für das Fahrzeug zu erzeugen und für den Fahrer ein Schlagloch oder das Überfahren eines Hindernisses zu simulieren.
• Möglich ist auch, dem Ruck im gesamten Fahrzeug zusätzlich ein Vibrieren des Lenkrades zu überlagern.
• Die Realisierung in vorhandenen Nutzfahrzeugen ist mit geringem Aufwand möglich, da die meist modernen Nutzfahrzeuge ohnehin mit elektronischem Bremssystem (EBS) oder elektronischem Stabilitätsprogramm (ESP) ausgestattet sind, die eine autonome Ansteuerung der einzelnen Bremsen des Fahrzeuges ermöglichen. Somit bedarf es keiner zusätzlichen Aktuatoren, um die gewünschte haptische Warnung zu erzeugen.
• Bei einem einzelnen kurzen Bremsruck fühlt sich dies wie das Überfahren eines Hindernisses an, was als Warnung bei einem drohenden Auffahrunfall geeignet ist.
• Als Gefahrensensor können alle bekannten Sensoren verwendet werden, wie z. B. Kameras, Abstandsmeßgeräte auf Basis von Ultraschall, Radar, usw.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
• 1 eine Prinzipskizze eines Kraftfahrzeuges mit einer Fahrassistenzanlage nach der Erfindung,
• 2 ein Zeitdiagramm von Ansteuerimpulsen der linken und rechten Vorderachsbremse zur Simulation des Überfahrens eines Hindernisses.
• 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit einem linken Vorderrad 2, einem rechten Vorderrad 3, einem linken Hinterrad 4 und einem rechten Hinterrad 5. Jedem der Räder ist ein Bremsaktuator 6, 7, 8, 9 zugeordnet, wobei jeder Bremsaktuator 6 bis 9 einzeln von einem zentralen Steuergerät 10 ansteuerbar ist.
• Weiter hat das Fahrzeug einen Gefahrensensor 11, der beispielsweise ein Spursensor zum Abtasten der Fahrbahn ist oder ein Abstandssensor zum Messen der Entfernung zu einem Hindernis oder einem vorausfahrenden Fahrzeug. Selbstverständlich können auch mehrere unterschiedliche Sensoren vorgesehen sein, die alle mit dem zentralen Steuergerät 10 verbunden sind. Die beiden Vorderräder 2 und 3 sind über ein Lenkgestänge 12 und ggf. ein Lenkgetriebe 13 mit einer Lenkung 14 in bekannter Weise verbunden.
• Die Funktion der haptischen Warnung wird durch die Kombination des Gefahrensensors 11 des zentralen Steuergerätes 10 und der Bremsaktuatoren 6 und 7 sowie ggf. auch noch zusätzlich der Bremsaktuatoren 8 und 9 vorgenommen, was eine haptisch wahrnehmbare Rückwirkung auf die Lenkung 14 und/oder das gesamte Fahrzeug 1 hat.
• Das zentrale Steuergerät verarbeitet Signale des Gefahrensensors 11 und löst durch Aktivieren einzelner Bremsaktuatoren 6, 7 und ggf. 8, 9 nach vorgegebenem Muster verschiedene haptisch wahrnehmbare Warnungen aus.
• In 2 werden die beiden Bremsaktuatoren 7 nur einmal mit stärkerer Bremswirkung parallel angesteuert, wodurch ein ”Bremsruck” und damit für den Fahrer ein haptisches Warnsignal entsprechend dem Überfahren eines Hindernisses erzeugt wird.

Claims (2)

1. Fahrassistenzanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Gefahrensensor (11), der ein Gefahrensignal erzeugt, wobei der Gefahrensensor (11) mit einem Steuergerät (10) verbunden ist, durch das Bremsaktuatoren (2, 3; 4,5) des Fahrzeuges (1) nach einem vorgegebenen Muster aktivierbar, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Steuergerät (10) mindestens alle Bremsaktuatoren (6, 7) aller Vorderräder (2, 3) einmalig aktivierbar sind.
2. Verfahren zum haptischen Warnen eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges aufgrund eines Signals eines Gefahrensensors, das Bremsaktuatoren des Fahrzeuges nach einem vorgegebenen Muster aktiviert und anschließend deaktiviert, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem vorgegebenen Muster mindestens die Bremsaktuatoren aller Vorderräder einmalig aktiviert werden.