DE102013008943A1

DE102013008943A1 - Verfahren zur Fahrerassistenz bei Glätte und Lenkungssystem

Info

Publication number: DE102013008943A1
Application number: DE201310008943
Authority: DE
Inventors: Christopher Kreis; Richard Schaper
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Ein zeitlicher Verlauf mindestens einer Betriebsgröße eines Lenkungssystems (200) eines Fahrzeugs (100) wird überwacht. In Abhängigkeit von einem Ergebnis des Überwachens wird festgestellt, ob Glätte (101) auf einem Fahrbahnuntergrund, auf dem sich das Fahrzeug (100) bewegt, vorliegt. Wird festgestellt, dass Glätte (101) vorliegt, so kann optional ein Fahrerassistenzvorgang durchgeführt werden. Die mindestens eine Betriebsgröße des Lenkungssystems (200) kann z. B. ein Motorwinkel und/oder eine Geschwindigkeit eines Lenkungsunterstützungsmotors (260) des Lenkungssystems (200) sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrerassistenz bei Glätte auf einem Fahrbahnuntergrund, auf dem sich ein Fahrzeug bewegt, und ein Lenkungssystem. Insbesondere betrifft die Erfindung Techniken, die einen zeitlichen Verlauf mindestens einer Betriebsgröße des Lenkungssystems überwachen.
In einer Situation, bei der Glätte auf einem Fahrbahnuntergrund auftritt, auf dem sich ein Fahrzeug bewegt, kann es zu einer Reduktion der zwischen einem Reifen des Fahrzeuges und dem Fahrbahnuntergrund übertragbaren Kräfte kommen. Insbesondere können die Seitenführungskräfte, die zwischen Fahrzeug und Fahrbahnuntergrund wirken, abnehmen. Die Seitenführungskräfte bezeichnen z. B. diejenigen Kräfte, die im Bereich des Kontakts zwischen Fahrbahnuntergrund und Reifen des Fahrzeugs senkrecht auf einer Schnittlinie zwischen dem Fahrbahnuntergrund und einer Radmittenebene wirken. Eine Seitenführung des Fahrzeugs ist nicht oder nur eingeschränkt möglich. Als typischer Effekt wird dadurch das Einschlagen eines Lenkrads für einen Fahrer des Fahrzeugs leichter, d. h. das am Lenkrad mess- und spürbare Betätigungsmoment (Handmoment) verringert sich. Da es einen geringeren Widerstand gegen die vom Fahrer eingestellte Lenkbewegung gibt, fällt es leichter, einen Lenkwinkel einzustellen. Dadurch kann eine Situation entstehen, in welcher der Fahrer einen signifikanten Lenkwinkel an einem Lenkrad des Fahrzeugs einstellt. Solange Glätte vorliegt, wirkt sich dieser eingestellte Lenkwinkel typischerweise nicht oder nur geringfügig auf eine Bewegung des Fahrzeugs aus, da keine oder nur geringe Seitenführungskräfte zwischen den Reifen des Fahrzeugs und dem Fahrbahnuntergrund übertragen werden können. Eine solche Situation kann als Überlenken bezeichnet werden. Ein Lenkwinkel des Lenkrads passt typischerweise nicht zu der Bewegung des Fahrzeugs. Sobald keine Glätte mehr vorliegt, können wieder größere Seitenführungskräfte übertragen werden. Dadurch wird Seitenführung des Fahrzeugs wiedererlangt. Ein instabiler Fahrzustand kann resultieren. Insbesondere kann also eine unkontrollierte Bewegung und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs, etwa Schleudern, Übersteuern oder Untersteuern, aus der Glätte resultieren.
Es sind Techniken zur Fahrerassistenz bekannt, welche feststellen, ob Glätte vorliegt. In einer vorbekannten Technik wird hierzu mittels ein oder mehrerer Sensoren überwacht, ob eine Bewegung und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt, welche nicht oder nur eingeschränkt zu dem eingestellten Lenkwinkel des Lenkrads passt. Eine solche Funktionalität ist z. B. im Rahmen der Fahrdynamikregelung (engl.: Electronic Stability Control, ESC) bekannt. Im Rahmen der ESC kann insbesondere eine Gierrate des Fahrzeugs überwacht werden, also eine Überwachung der rotatorischen Bewegungsgeschwindigkeit um die Hochachse des Fahrzeugs. In Abhängigkeit von diesem Überwachen der Bewegung und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs kann dann festgestellt werden, ob Glätte vorliegt.
Jedoch weisen solche Techniken typischerweise bestimmte Einschränkungen und/oder Nachteile auf. So kann es für ein zuverlässiges Feststellen, ob Glätte vorliegt, notwendig sein, dass bereits eine signifikante entsprechende Bewegung und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt. Dies bedeutet in anderen Worten, dass das Feststellen, ob Glätte vorliegt, typischerweise nicht bereits zum Zeitpunkt einsetzender Glätte stattfinden kann – sondern vielmehr erst zu einem späteren Zeitpunkt, bei dem die daraus resultierende Bewegung einsetzt. Das Fahrzeug kann also etwa bereits zu einem geringeren oder größeren Maß eine nichtlineare Fahrzeugbewegung aufweisen, also etwa eine Abweichung einer Soll-Gierrate von einer Ist-Gierrate, um die Glätte feststellen zu können. Dadurch kann die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt einsetzender Glätte und dem Zeitpunkt, an dem festgestellt wird, dass Glätte vorliegt, (Erkennungszeit) vergleichsweise lang sein. Es kann auch möglich sein, dass in einem solchen Szenario, dass einleiten von geeigneten Gegenmaßnahmen und Reaktionen nicht oder nur eingeschränkt möglich ist. So kann es sein, dass verschiedene Reaktionen nur auf einen beginnenden, instabilen Fahrzeugzustand eingeleitet werden können, um positive Effekte in der Stabilisierung des Fahrzeugs zu zeigen. Häufig können in solchen vorbekannten Szenarien keine Reaktionen mehr eingeleitet werden, die eine Instabilität des Fahrzeugs gänzlich verhindern.
Darüber hinaus können solche Techniken, welche auf einer Bestimmung der Bewegung und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs beruhen, eine vergleichsweise komplizierte Vernetzung von mehreren Sensoren des Fahrzeugs benötigen und/oder können auf mehrere Funktionsgruppen zurückgreifen. So kann es z. B. notwendig sein, mehrere Sensoren zum Überwachen verschiedener Freiheitsgrade der Bewegung und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs bereitzustellen und zusätzlich einen Sensor bereitzustellen, der den Lenkwinkel des Lenkrads des Fahrzeugs überwacht. Dies kann bewirken, dass das Feststellen, ob Glätte vorliegt, vergleichsweise kompliziert und aufwändig ist. Außerdem kann aufgrund der Notwendigkeit, Daten mehrerer Sensoren auszuwerten, die Erkennungszeit weiter zunehmen. Es kann notwendig sein, signifikante Rechnerressourcen bereitzustellen.
Deshalb besteht ein Bedarf für verbesserte Techniken zur Fahrerassistenz bei Glätte. Insbesondere besteht ein Bedarf für solche Techniken, welche vergleichsweise schnell bzw. in einer vergleichsweise kurzen Erkennungszeit feststellen, ob Glätte vorliegt. Darüber hinaus besteht ein Bedarf für solche Techniken, welche vergleichsweise einfach zu implementieren sind und keine oder nur eine geringe Vernetzung von verschiedenen Sensoren und Funktionsgruppen eines Fahrzeugs erfordern.
Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen.
Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Fahrerassistenz bei Glätte auf einem Fahrbahnuntergrund, auf dem sich ein Fahrzeug bewegt. Das Verfahren umfasst Überwachen eines zeitlichen Verlaufs mindestens einer Betriebsgröße eines Lenkungssystems des Fahrzeugs. Weiterhin umfasst das Verfahren in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Überwachens: Feststellen, ob Glätte vorliegt.
Es ist beispielsweise möglich, dass das Lenkungssystem einen mit einem Lenkrad des Fahrzeugs verbundenen Drehstab umfasst, der über ein Lenkritzel mit einer Zahnstange gekoppelt ist. Z. B. an der Zahnstange kann ein Lenkungsunterstützungsmotor vorgesehen sein, der einen Fahrer bei Betätigung des Lenkrads durch Verschiebung der Zahnstange beim Lenken unterstützt. Bei Verschieben der Zahnstange schlagen Räder des Fahrzeugs ein. Dadurch kann ein vom Fahrer aufzubringendes Handmoment durch ein entsprechendes Lenkmoment des Lenkungsunterstützungsmotors verringert werden. Ein solches Lenkungssystem wird häufig auch als elektrisch unterstütztes Lenkungssystem (engl.: Electric Power Steering, EPS) bezeichnet.
Z. B. ist es möglich, dass Glätte im Allgemeinen Wasserglätte betrifft. Bei Vorhandensein eines Wasserfilms auf dem Fahrbahnuntergrund kann eine sogenannte Aquaplaning-Situation auftreten. Es ist auch möglich, dass die Glätte z. B. durch einen Eisfilm auf dem Fahrbahnuntergrund hervorgerufen wird. Es wäre auch möglich, dass die Glätte durch einen niedrigen Reibwert des Fahrbahnuntergrunds, wie er z. B. bei gepflasterten Straßen und/oder Straßen, auf denen Laub liegt, auftritt.
Das Überwachen des zeitlichen Verlaufs kann z. B. wiederholtes Messen der mindestens einen Betriebsgröße umfassen. Dadurch kann es möglich sein, den zeitlichen Verlauf mit einer bestimmten Zeitauflösung abzutasten. Das Überwachen kann entsprechend weiterhin umfassen: Auswerten des zeitlichen Verlaufs der mindestens einen Betriebsgröße. Dieses Auswerten kann z. B. das Durchführen verschiedener mathematischer Operationen umfassen. Im Allgemeinen kann also die mindestens eine Betriebsgröße bzw. deren zeitlicher Verlauf indikativ für die Glätte auf dem Fahrbahnuntergrund sein. Jedoch kann es erstrebenswert bzw. notwendig sein, im Rahmen des Überwachens verschiedene Auswertetechniken auf den zeitlichen Verlauf der mindestens einen Betriebsgröße anzuwenden, um dann mit einer hinreichenden Konfidenz feststellen zu können, ob Glätte vorliegt.
Als Effekt können die voran beschriebenen Techniken einen vergleichsweise geringen Komplexitätsgrad aufweisen. Dies kann der Fall sein, da das Überwachen lediglich die mindestens eine Betriebsgröße des Lenkungssystems betrifft – und nicht notwendigerweise andere Betriebsgrößen weiterer Funktionsgruppen des Fahrzeugs. Deshalb kann es z. B. entbehrlich sein, eine Vernetzung des Lenkungssystems mit den weiteren Systemen des Fahrzeugs vorzunehmen, um festzustellen, ob Glätte vorliegt. In anderen Worten kann das Feststellen, ob Glätte vorliegt, beschränkt sein auf eine oder mehrere interne Betriebsgrößen des Lenkungssystems.
Es ist möglich, dass die mindestens eine Betriebsgröße des Lenkungssystems aus folgender Gruppe ausgewählt ist: ein Phasenstrom eines Lenkungsunterstützungsmotors des Lenkungssystems; ein Motorwinkel des Lenkungsunterstützungsmotor; eine Geschwindigkeit des Lenkungsunterstützungsmotors; ein Moment, welches auf einen Drehstab des Lenkungssystems übertragen wird, der mit einem Lenkrad des Lenkungssystems gekoppelt ist; eine Kraft, die über eine Zahnstange des Lenkungssystems, die im Verzahnungseingriff mit einem Lenkritzel steht, das mit dem Drehstab gekoppelt ist, übertragen wird.
Der Phasenstrom des Lenkungsunterstützungsmotors kann z. B. einen Stromfluss bezeichnen, der durch mindestens eine elektrische Phase des Elektromotors fließt. Der Motorwinkel kann indikativ für eine Verschiebung der Zahnstange sein und/oder kann indikativ für einen Winkel der Räder des Fahrzeugs sein. Die Geschwindigkeit des Lenkungsunterstützungsmotors kann mit einer Drehzahl des Lenkungsunterstützungsmotors korrelieren. Das Moment, das auf den Drehstab des Lenkungssystems übertragen wird, kann indikativ für das Handmoment, das der Fahrer des Fahrzeugs am Lenkrad anwendet, sein.
Es kann möglich sein, dass der zeitliche Verlauf von einer oder mehreren dieser Betriebsgrößen überwacht wird. Dadurch kann der Effekt eines vergleichsweise hohen Konfidenzniveaus erreicht werden. Z. B. kann es durch Kombination des Überwachens mehrerer Betriebsgrößen möglich sein, eine größere Datengrundlage zu erhalten, mittels welcher festgestellt wird, ob Glätte vorliegt. Derart kann das Feststellen genauer und/oder schneller durchgeführt werden kann.
Grundsätzlich kann bei Verwenden einer oder mehrerer solcher voranstehend genannter Betriebsgrößen der Effekt eines besonders frühzeitigen Feststellens von Glätte erreicht werden. Dies beruht darauf, dass bereits unmittelbar anschließend an einen Zeitpunkt, zu dem sich das Fahrzeug auf den glatten Fahrbahnuntergrund bewegt, solche Betriebsgrößen indikativ für die Glätte sein können. Insbesondere können die Betriebsgrößen indikativ für die Glätte sein, auch wenn noch keine aus der Glätte resultierende Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt. In anderen Worten kann es für das Feststellen von Glätte mittels der voranstehend beschriebenen mindestens einen Betriebsgröße des Lenkungssystems entbehrlich sein, dass das Fahrzeug schleudert und/oder untersteuert und/oder übersteuert und/oder eine signifikante Gierrate aufweist. Mit den hierin beschriebenen Techniken kann es möglich sein, eine besonders kurze Erkennungszeit der Glätte zu erreichen. Es kann insbesondere möglich sein, bereits vor Einsetzen von möglicherweise gefährlichen Reaktionen des Fahrzeugs die Glätte festzustellen.
Das Überwachen des zeitlichen Verlaufs kann weiterhin Messen der mindestens einen Betriebsgröße und Bestimmen einer Änderung einer charakteristischen Eigenschaft der gemessenen Betriebsgröße gegenüber einer früheren Messung der Betriebsgröße und/oder gegenüber einem Referenzwert umfassen.
Zum Messen der mindestens einen Betriebsgröße können ein oder mehrere Sensoren in dem Lenkungssystem des Fahrzeugs bereitgestellt sein. Es kann z. B. möglich sein, mittels eines Kraftsensors, etwa eines Dehnungsmessstreifens oder ähnlicher Sensorik, die Kraft und/oder das Moment, welche auf den Drehstab und/oder die Zahnstange wirken, zu messen. Entsprechend kann eine dedizierte Sensorik zum Messen der Phasenströme, des Winkles und/oder des Motorwinkels und/oder der Geschwindigkeit des Lenkungsunterstützungsmotors vorgesehen sein. Es wäre aber auch möglich, dass die mindestens eine Betriebsgröße lediglich indirekt bestimmt wird. Z. B. kann es möglich sein, dass der Motorwinkel und/oder die Geschwindigkeit des Lenkungsunterstützungsmotors indirekt über andere Betriebsparameter des Lenkungsunterstützungsmotors, etwa elektrische Leistungsaufnahme etc., bestimmt werden.
Die frühere Messung der Betriebsgröße kann z. B. im Rahmen der Überwachung des zeitlichen Verlaufs der mindestens einen Betriebsgröße durchgeführt worden sein. Der Referenzwert kann z. B. vorgegeben sein. Der Referenzwert kann in einem Speicher hinterlegt sein. Es wäre auch möglich, dass sich der Referenzwert etwa aus einem Durchschnitt historischer Daten ergibt. Insbesondere kann der Referenzwert abhängig von dem speziellen Lenkungssystem des Fahrzeugs sein.
Es wäre möglich, dass der Referenzwert je nach Fahrbahnuntergrund verschieden gewählt wird. Z. B. kann dazu eine Verbindung mit einem Navigationssystem vorliegen. Das Navigationssystem kann eine Information darüber bereit stellen, auf welcher Straße sich das Fahrzeug befindet und/oder was für Typ von Fahrbahnuntergrund diese Straße aufweist, also etwa Asphalt, Kopfsteinpflaster, Beton, Sand, Erdboden, usf. Abhängig von der Straße und/oder von dem Typ der Straße kann der Referenzwert aus einem Satz hinterlegter Referenzwerte gewählt werden. Es wäre optional auch möglich, die Referenzwert in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu wählen. So kann es möglich sein, dass je nach Geschwindigkeit des Fahrzeugs die mindestens eine Betriebsgröße des Fahrzeugs ein unterschiedliches charakteristisches Verhalten in Bezug auf einen nicht-glatten und einen glatten Fahrbahnuntergrund zeigt.
Durch das Bestimmen der Änderung der charakteristischen Eigenschaft der mindestens einen gemessenen Betriebsgröße, also durch die relative Messung, kann es möglich sein, systematische Fehler und Unsicherheiten bei dem Überwachen des zeitlichen Verlaufs und bei dem Feststellen, ob Glätte vorliegt, zu reduzieren. Z. B. kann im Gegensatz zu einer absoluten Auswertung der mindestens einen Betriebsgröße des Lenkungssystems derart ein Konfidenzniveau, mit dem festgestellt wird, ob Glätte vorliegt, erhöht werden. Es kann insbesondere möglich sein, zeitliche Drifts, die auf einer vergleichsweise langen Zeitskala, etwa Minuten, Stunden, Tage oder länger, während einer Betriebsdauer des Fahrzeugs stattfinden können, bei dem Überwachen zu berücksichtigen. Außerdem kann es möglich sein, den Einfluss verschiedener Fahrbahnuntergründe auf die mindestens eine Betriebsgröße bei dem Überwachen des zeitlichen Verlaufs zu berücksichtigen.
Die charakteristische Eigenschaft ist nicht besonders beschränkt. Z. B. kann die charakteristische Eigenschaft die gemessene Betriebsgröße selbst sein. Z. B. kann die charakteristische Eigenschaft aus folgender Gruppe ausgewählt sein: eine Frequenzkomponente der mindestens einen Betriebsgröße, die vorzugsweise durch eine Fourier-Transformation und/oder eine Bandpassfilterung erhalten wird; eine Amplitude der mindestens einen Betriebsgröße; ein durch Mustererkennung erhaltenes Muster der mindestens einen Betriebsgröße; eine zeitliche Schwingung der Amplitude der mindestens einen Betriebsgröße.
Z. B. kann die Frequenzkomponente der mindestens einen Betriebsgröße durch eine Frequenzanalyse erhalten werden. Die Fourier-Transformation kann z. B. eine sogenannte Fast-Fourier-Transformation (FFT) sein. Es kann dann möglich sein, im Rahmen des Bestimmens der Änderung der charakteristischen Eigenschaft, die derart erhaltene Frequenzverteilung mit einer weiteren Frequenzverteilung, die indikativ für eine Situation mit oder für eine Situation ohne Glätte ist, als der Referenzwert zu vergleichen. Werden signifikante Änderungen bzw. Abweichungen bestimmt, so kann es möglich sein, festzustellen, dass Glätte vorliegt oder nicht vorliegt. Im Rahmen des Bestimmens der Änderung der charakteristischen Eigenschaft der Frequenzkomponente kann insbesondere ein Energieeintrag in bestimmten Frequenzbändern betrachtet werden.
Das Feststellen von Glätte unter Verwendung der Frequenzkomponente der mindestens einen Betriebsgröße kann als Effekt ein besonders hohes Konfidenzniveau ermöglichen. Es kann eine besonders genaue Analyse des zeitlichen Verlaufs ermöglichen. Eine Unsicherheit im Feststellen von Glätte kann reduziert werden.
In einer einfachen Ausführungsform kann die Amplitude der mindestens einen Betriebsgröße berücksichtigt werden, z. B. im Zeitbereich und/oder im Frequenzbereich. Z. B. können derart plötzliche Veränderung und/oder Sprünge in der Kraft, welche auf die Zahnstange und/oder dem Moment, das auf den Drehstab wirkt, festgestellt werden. Während in diesem Szenario die Amplitude der mindestens einen Betriebsgröße mit einer früheren bzw. vorangegangenen Messung der Amplitude der mindestens einen Betriebsgröße verglichen wird, kann es auch möglich sein, die Amplitude mit einem vorgegebenen Referenzwert zu vergleichen. Eine solche Referenz-Zahnstangenkraft oder ein solches Referenz-Drehstabmoment kann z. B. in einem Speicher hinterlegt sein. Solche Techniken, die eine zeitliche Änderung der Amplitude der mindestens einen Betriebsgröße oder eine Änderung der Amplitude der mindestens einen Betriebsgröße gegenüber einem Referenzwert berücksichtigen, können vergleichsweise wenig rechenintensiv implementiert werden. Dadurch können Rechnerressourcen eingespart werden und ein vergleichsweise schnelles Feststellen, ob Glätte vorliegt, kann möglich sein.
Das Berücksichtigen des Musters und/oder der Schwingung der mindestens einen Betriebsgröße kann bedeuten, dass eine Auswertung des zeitlichen Verlaufs im Zeitbereich stattfindet. Ein solches Auswerten kann gegenüber einer Auswertung im Frequenzbereich den Vorteil einer schnelleren Bearbeitung aufweisen. Eine Fourier-Transformation kann entfallen. Z. B. kann ein charakteristisches Drehzahlmuster und/oder Schwingungen in dem Motorwinkel und/oder der Geschwindigkeit des Lenkungsunterstützungsmotors festgestellt werden.
Voranstehend wurden vornehmlich Techniken beschrieben, bei denen das Feststellen, ob Glätte vorliegt, auf der Überwachung des zeitlichen Verlaufs der mindestens einen Betriebsgröße des Lenkungssystems des Fahrzeugs beruhen. Es wäre auch möglich, zusätzlich zu der mindestens einen Betriebsgröße des Lenkungssystems auch weitere Größen des Fahrzeugs zu berücksichtigen. Z. B. kann das Feststellen von Glätte weiterhin in Abhängigkeit von mindestens einer der folgenden Größen erfolgen: einer Änderung eines Reibwerts; einer Gierrate des Fahrzeugs; einer Untersteuerung des Fahrzeugs; einer Übersteuerung des Fahrzeugs; einer Raddrehzahl eines Rads des Fahrzeugs; eines Differenz einer Raddrehzahl zu mindestens einem linksseitigen Rad des Fahrzeugs gegenüber einer Raddrehzahl zu mindestens einem rechtsseitigen Rad des Fahrzeugs; einer Differenz einer Raddrehzahl zu mindestens einem vorderseitigen Rad des Fahrzeugs gegenüber einer Raddrehzahl zu mindestens einem rückwärtigen Rad des Fahrzeugs; einem Lenkwinkel des Fahrzeugs; einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs; und Navigationsdaten eines Navigationssystems des Fahrzeugs.
Dem Fachmann sind verschiedene Techniken bekannt, solche Größen zu überwachen bzw. auszuwerten. Basierend auf einem solchen Überwachen von ein oder mehreren der vorher genannten Größen kann z. B. das Feststellen, ob Glätte vorliegt, anhand der mindestens einen Betriebsgröße des Lenkungssystems plausibilisiert werden. Dadurch kann das Feststellen von Glätte mit einer besonders großen Konfidenz erfolgen.
Es wäre auch möglich, dass das Überwachen des zeitlichen Verlaufs der mindestens einen Betriebsgröße des Lenkungssystems selektiv dann durchgeführt wird, wenn eine oder mehrere der oben genannten weiteren Größen des Fahrzeugs Glätte indiziert. Z. B. kann dadurch selektiv dann, wenn es besonders wahrscheinlich ist, dass ein glatter Fahrbahnuntergrund vorliegt, eine der oben genannten Techniken zum Überwachen des Lenkungssystems angewendet werden. Es wäre auch möglich, dass weiterhin ein Fahrerassistenzvorgang eingeleitet wird, wenn festgestellt wird, dass Glätte vorliegt und z. B. zusätzlich, wenn mindestens eine der oben genannten weiteren Größen des Fahrzeugs Glätte indiziert.
Im Allgemeinen kann das Verfahren weiterhin Durchführen eines Fahrerassistenzvorgangs zur Reduktion eines Gefahrenpotentials, wenn festgestellt wird, dass Glätte vorliegt, umfassen. Das Durchführen des Fahrerassistenzvorgangs kann vorzugsweise selektiv dann erfolgen, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist größer als ein vorgegebener Schwellenwert; ein Niederschlagssensor des Fahrzeugs detektiert Niederschlag; ein Scheibenwischer des Fahrzeugs wird betrieben; eine Umfeldsensorik erkennt Wasser auf einer Fahrbahn; ein Reifendruck ist geringer als ein Schwellenwert; eine Umfeldsensorik erkennt Warnhinweise für Glätte; ein Empfänger empfängt eine Nachricht, welche Glätte indiziert.
Typischerweise können solche Bedingungen einen Kontrollverlust über das Fahrzeug bei Glätte fördern. Dann kann es möglich sein, den Fahrerassistenzvorgang in besonders kritischen Situationen auszulösen. Hält das Durchführen des Fahrerassistenzvorgangs wie voranstehend beschrieben von weiteren Bedingungen ab, so kann auch eine Fehlauslösung des Fahrerassistenzvorgangs vermieden werden. Dadurch kann ein ungewünschter Eingriff in den Betrieb des Fahrzeugs, der den Fahrer möglicherweise ablenkt oder irritiert, vermieden werden. Mittels des Niederschlagssensors und/oder des Scheibenwischers des Fahrzeugs kann z. B. plausibilisiert werden, ob ein Wasserfilm auf dem Fahrbahnuntergrund vorliegen kann. Typischerweise wird eine Aquaplaning-Situation umso wahrscheinlicher, je geringer der Reifendruck des Fahrzeugs ist.
Im Allgemeinen kann durch das Durchführen des Fahrerassistenzvorgangs der Fahrer beim Betreiben des Fahrzeugs unterstützt werden. Dadurch kann als Effekt erreicht werden, dass der Betrieb des Fahrzeugs trotz Glätte mit einer erhöhten Sicherheit durchgeführt werden kann. Es kann möglich sein, Schleudern etc. zu verhindern bzw. eine Wahrscheinlichkeit hierfür zu reduzieren.
Das Durchführen des Fahrerassistenzvorgangs kann mindestens eines der folgenden umfassen: Verringern eines Antriebsmoments des Fahrzeugs; Warnen eines Fahrers des Fahrzeugs mittels einer Benutzerschnittstelle; radspezifische Anpassung einer Verteilung von Antriebsmomenten; Anpassen von Betriebszuständen von Fahrwerkskomponenten, wie z. B. Bremse, Stoßdämpfer, Wankstabilisator; und Anpassen eines Lenkmoments des Lenkungsunterstützungsmotors.
Z. B. kann die Benutzerschnittstelle einen Lautsprecher und/oder einen Monitor und/oder ein Display und/oder eine haptische Schnittstelle und/oder Warnlichter und/oder Lichtquellen umfassen. Entsprechend kann die Warnung z. B. akustisch, visuell und/oder haptisch erfolgen. Die Warnung kann z. B. über ein Kombiinstrument des Fahrzeugs erfolgen. Mittels der radspezifischen Anpassung einer Verteilung von Antriebsmomenten kann z. B. insbesondere bei Allrad- oder sogenannten Torque-Vectoring-Systemen eine stabilisierende Unterstützung vorgenommen werden. Mittels Anpassen von Betriebszuständen der Fahrwerkskomponenten kann erreicht werden, dass das Kraftschlusspotential an den Rädern des Fahrzeugs erhöht wird.
Mittels des Anpassens des Lenkmoments des Lenkungsunterstützungsmotors kann erreicht werden, dass der Fahrer in einer Situation von Glätte auf dem Fahrbahnuntergrund das Lenkrad des Fahrzeugs nicht zu stark einschlägt; hierdurch können gefährliche Fahrsituationen während und auch nach dem Wegfall der Glätte auf dem Fahrbahnuntergrund vermieden werden. Dies kann der Fall sein, weil nach Wegfall der Glätte die Seitenführung des Fahrzeugs aufgrund der Wiedererlangung der Fähigkeit, Seitenführungskräfte auf den Fahrbahnuntergrund zu übertragen, wiedereinsetzt. Dann kann die Stellung der Räder nicht mit der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs übereinstimmen. Es kann zum Schleudern etc. kommen.
Z. B. um ebendiese Situation zu vermeiden, kann das Lenkmoment des Lenkungsunterstützungsmotors erhöht (reduziert) werden, wodurch das vom Fahrer am Lenkrad aufzubringende Handmoment reduziert (erhöht) werden kann. Z. B. kann ein zentrierendes Lenkmoment realisiert werden, das dem Fahrer das Einlenken erschwert, also ein erhöhtes Handmoment erfordert. Dazu kann es möglich sein, Dämpfungsanteile in dem Lenkungssystem zu erhöhen, was zu einer Erschwerung des Einlenkens durch den Fahrer führt. Besonders erstrebenswert kann es sein, dass Lenkmoment des Lenkungsunterstützungsmotors zu reduzieren, sodass sich das vom Fahrer aufzubringende Handmoment erhöht und dadurch das Überlenken erschwert wird.
Es wäre auch möglich, dass das Anpassen des Lenkmoments des Lenkungsunterstützungsmotors derart erfolgt, dass das durch den Lenkungsunterstützungsmotor erzeugte Lenkmoment erhöht wird. In einem solchen Fall kann also das Einlenken der Lenkung durch den Fahrer stärker unterstützt werden. Das Einlenken wird erleichtert. Mittels solcher Techniken kann erreicht werden, dass der Fahrer die Glätte auf dem Fahrbahnuntergrund über die Betätigung der Lenkung vermehrt wahrnimmt. Dem liegt die Erkenntnis zugrund, dass bei den meisten EPS-Lenkungssystemen eine haptische Rückmeldung von straßenseitigen Zuständen, etwa von Glätte, nur schwach in dem für den Fahrer spürbaren Handmoment abgebildet wird. Z. B. tritt typischerweise die Verringerung des spürbaren Handmoments bei Glätte und insbesondere bei Wasserglätte nur schwach in Erscheinung. Durch eine Erhöhung der Lenkkraftunterstützung, d. h. durch eine Verringerung eines Widerstands bei der Betätigung der Lenkung durch den Fahrer, kann dieser Effekt bei festgestellter Glätte auf dem Fahrbahnuntergrund verstärkt werden. Jedoch kann es dadurch möglicherweise dem Fahrer erleichtert werden, eine obenstehend beschriebene Gefahrensituation zu bewirken. In Anbetracht dieses Effekts kann es erstrebenswert sein, nachfolgend beschriebene Techniken anzuwenden.
So ist es auch möglich, dass das Lenkungssystem weiterhin ein Winkelüberlagerungsgetriebe umfasst, das eine variable Übersetzung zwischen einem Radlenkwinkel der Räder und einem Lenkwinkel eines Lenkrads des Fahrzeugs bereitstellt. Das Durchführen des Fahrerassistenzvorgangs kann weiterhin Herabsetzen der variablen Übersetzung des Winkelüberlagerungsgetriebes umfassen.
Z. B. kann das Winkelüberlagerungsgetriebe in der Lenksäule vorgesehen sein. Entsprechende Techniken können auch mit einer Lenkung ohne mechanischen Durchgriff (engl.: Steer by Wire) realisiert werden, die z. B. das oben genannte Winkelüberlagerungsgetriebe entbehrlich machen kann.
Wird die variable Übersetzung des Winkelüberlagerungsgetriebes herabgesetzt, so wird der Effekt erzielt, dass ein Einschlagen des Lenkrads keine oder nur eine geringe Auswirkung auf einen Winkel der Räder des Fahrzeugs hat. Dadurch können gefährliche Fehlbedienungen bei Glätte, wie sie voranstehend beschrieben wurde, vermieden werden. Es kann möglich sein, mittels des Winkelüberlagerungsgetriebes den Lenkwinkel des Lenkrads vollkommen von einem Winkel der Räder des Fahrzeugs zu entkoppeln. Eine solche Technik kann insbesondere mit dem Anpassen des Lenkmoments des Lenkungsunterstützungsmotors, wie voranstehend beschrieben, kombiniert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Lenkungssystem eines Fahrzeugs, das zur Fahrerassistenz bei Glätte auf einem Fahrbahnuntergrund, auf dem sich das Fahrzeug bewegt, eingerichtet ist. Das Lenkungssystem umfasst eine Rechnereinheit, welche eingerichtet ist, um einen zeitlichen Verlauf mindestens einer Betriebsgröße des Lenkungssystems zu überwachen, und um Glätte in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Überwachung festzustellen.
Das Lenkungssystem kann weiterhin eingerichtet sein, um das Verfahren zur Fahrerassistenz gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Für ein solches Lenkungssystem können Effekte erzielt werden, die vergleichbar sind mit den Effekten, die für das Verfahren zur Fahrerassistenz gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielt werden können.
Die oben genannten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
1 stellt eine Situation von Glätte auf einem nassen Fahrbahnuntergrund, auf dem sich ein Fahrzeug bewegt, dar.
2 zeigt ein Lenkungssystem des Fahrzeugs.
3 illustriert einen zeitlichen Verlauf einer Betriebsgröße des Lenkungssystems des Fahrzeugs.
4A zeigt ein Frequenzspektrum einer Betriebsgröße des Lenkungssystems des Fahrzeugs ohne Glätte.
4B zeigt ein Frequenzspektrum der Betriebsgröße des Lenkungssystems des Fahrzeugs mit Glätte.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Fahrerassistenz bei Glätte gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und ihr genereller Zweck dem Fachmann verständlich werden. In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindungen und Kopplungen implementiert werden. Eine Verbindung oder Kopplung kann drahtgebunden oder drahtlos implementiert sein. Funktionale Einheiten können als Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden.
Nachfolgend werden Techniken beschrieben, mittels derer es möglich ist, festzustellen, ob Glätte auf einem Fahrbahnuntergrund, auf dem sich ein Fahrzeug bewegt, vorliegt. Dazu wird ein zeitlicher Verlauf von mindestens einer Betriebsgröße eines Lenkungssystems des Fahrzeugs überwacht. Insbesondere kann das Überwachen Sprünge in der Amplitude, charakteristische Eigenschaften eines Frequenzspektrums und/oder Muster in dem zeitlichen Verlauf der mindestens einen Betriebsgröße des Lenkungssystems betreffen. Mittels solcher Techniken ist es möglich, sehr frühzeitig festzustellen, ob Glätte vorliegt. Insbesondere kann es möglich sein, festzustellen, ob Glätte vorliegt insbesondere noch bevor eine aus der Glätte resultierende typischerweise ungewollte Beschleunigung des Fahrzeugs eintritt. Dadurch kann Schleudern oder Kontrollverlust über das Fahrzeug aufgrund der Glätte besonders effektiv vermieden werden. Außerdem kann es durch das Berücksichtigen der mindestens einen Betriebsgröße des Lenkungssystems möglich sein, das Feststellen, ob Glätte vorliegt, basierend auf Parametern alleine des Lenkungssystems durchzuführen. Andere Funktionsblöcke des Fahrzeugs müssen nicht involviert werden. Dies kann eine Komplexität der Implementierung der entsprechenden Techniken reduzieren.
In 1 ist ein Fahrzeug 100 dargestellt, das sich auf einem Fahrbahnuntergrund bewegt. Auf dem Fahrbahnuntergrund ist ein Wasserfilm 111 vorhanden. Es liegt Wasserglätte vor. Da sich der Wasserfilm 111 auf dem Fahrbahnuntergrund befindet, können die Räder 101-1, 101-2 des Fahrzeugs 100 aufschwimmen. Eine solche Situation wird typischerweise als Aquaplaning bezeichnet. Aquaplaning wird durch eine geringe Profiltiefe der Reifen des Fahrzeugs, breite Reifen und eine hohe Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 begünstigt. In einer solchen Situation können keine oder nur geringe Seitenführungskräfte zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Fahrbahnuntergrund übertragen werden. Dies kann zu kritischen und gefährlichen Fahrsituationen führen. Schleudern des Fahrzeugs oder Kontrollverlust des Fahrzeugs ist möglich.
In 1 ist weiterhin ein Lenkrad 210 eines Lenkungssystems 200 des Fahrzeugs dargestellt. Das Lenkungssystem 200 umfasst auch einen Lenkungsunterstützungsmotor 260, der den Fahrer beim Betätigen des Lenkrads unterstützt. Das Moment, die der Fahrer des Fahrzeugs 100 zum Durchführen einer bestimmten Lenkreaktion aufbringen muss, also das Handmoment, kann durch ein Lenkmoment, das der Lenkungsunterstützungsmotor 260 aufbringt, verringert werden. Der Lenkungsunterstützungsmotor 260 steht weiterhin in Verbindung mit einer Rechnereinheit, welche Betriebsparameter des Lenkungsunterstützungsmotors 260 überwachen kann und/oder den Lenkungsunterstützungsmotor 260 steuern kann. Das Lenkungssystem 200 ist also ein EPS-System.
In 2 ist das Lenkungssystem 200 des Fahrzeugs 100 in größerem Detail dargestellt. Das Lenkungssystem 200 umfasst das Lenkrad 210, über welches der Fahrer des Fahrzeugs 100 manuell das Handmoment erzeugt. Weiterhin umfasst das Lenkungsmoment 200 eine Lenksäule bzw. einen Drehstab 220, ein Lenkritzel 230, welches über den Drehstab 220 mit dem Lenkrad 210 gekoppelt ist. Das Lenkungssystem 200 umfasst weiterhin eine Zahnstange 240, welche mit dem Lenkritzel 230 in Verzahnungseingriff steht. Der Lenkungsunterstützungsmotor 260 und die Rechnereinheit 300 zur Steuerung der von dem Lenkungsunterstützungsmotor 260 bereitgestellten Lenkungsunterstützung sind weiterhin in 2 dargestellt. Der Lenkungsunterstützungsmotor 260 kann auf eine an sich bekannte Weise über einen Elektromotor realisiert sein. Zur Steuerung der Lenkungsunterstützung liefert die Rechnereinheit 300 Steuersignale an den Lenkungsunterstützungsmotor 260, z. B. zur Anpassung des Antriebsstroms. Weiterhin kann der Lenkungsunterstützungsmotor 260 Messgrößen an das Steuergerät liefern, z. B. eine momentane Drehzahl des Lenkungsunterstützungsmotors 260 bzw. eine momentane Geschwindigkeit des Lenkungsunterstützungsmotors 260, die momentane Stellung bzw. Motorwinkel des Lenkungsunterstützungsmotors 260, das momentan von dem Lenkungsunterstützungsmotor 260 aufgebrachte Drehmoment usw. Bei dem dargestellten Beispiel wirkt der Lenkungsunterstützungsmotor 260 auf die Zahnstange 240 ein, z. B. über einen Kugelgewindetrieb. Andere Konfigurationen sind möglich.
Die Rechnereinheit 300 ist eingerichtet, um einen zeitlichen Verlauf mindestens einer Betriebsgröße des Lenkungssystems 200 des Fahrzeugs 100 zu überwachen. Dazu kann sie iterativ z. B. mindestens eine Betriebsgröße messen, etwa mindestens eine Betriebsgröße des Lenkungsunterstützungsmotors 260. Die Rechnereinheit kann auch mit weiteren Sensoren verbunden sein, welche z. B. ein Moment, das auf den Drehstab 220 wirkt, und/oder eine Kraft, die auf die Zahnstange 240 wirkt, messen.
In 3 ist die Amplitude 402 über der Zeit 400 einer solchen Betriebsgröße des Lenkungssystems 200 dargestellt. 3 stellt also den zeitlichen Verlauf der entsprechenden Betriebsgröße des Lenkungssystems 200 des Fahrzeugs 100 schematisch dar. Z. B. könnte 3 die Amplitude 402 des Motorwinkels des Lenkungsunterstützungsmotors 260 darstellen oder das Moment, das auf den Drehstab 220 wirkt, oder die Kraft, die Zahnstange 240 wirkt. Aus 3 ist ersichtlich, dass die Amplitude 402 der dargestellten Betriebsgröße eine charakteristische Änderung bzw. einen Sprung aufweist. Um diesen Sprung festzustellen, kann im Rahmen des Überwachens des zeitlichen Verlaufs z. B. eine Änderung einer charakteristischen Eigenschaft der gemessenen Betriebsgröße, hier der Amplitude 402, zwischen zwei Messungen an verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt werden, hier vorteilhafterweise vor und nach dem Sprung. Es ist alternativ oder zusätzlich möglich, die Änderung gegenüber einem Referenzwert der entsprechenden Betriebsgröße zu bestimmen. Aufgrund der Änderung kann die Glätte festgestellt werden.
Die in 3 dargestellte Änderung der Amplitude 402 der entsprechenden Betriebsgröße kann z. B. eine plötzliche Veränderung der Zahnstangenkraft oder eine sprunghafte Veränderung dieser Kraft im Vergleich mit einer Referenz-Zahnstangenkraft oder auch einen Sprung in dem Moment des Drehstabs 320 bezeichnen. Eine solche charakteristische Änderung kann auf einen Abriss der Seitenführungskräfte aufgrund von Glätte auf dem Fahrbahnuntergrund hindeuten.
In 4A ist die Amplitude 402 mehrerer Frequenzkomponenten der Geschwindigkeit des Lenkungsunterstützungsmotors 260 über der Frequenz 401 im Rahmen eines Frequenzspektrums dargestellt. Das Frequenzspektrum der 4A entspricht einer Situation ohne Glätte auf dem Fahrbahnuntergrund. Ein solches Frequenzspektrum kann z. B. von der Rechnereinheit 300 mittels FFT erstellt werden. Es wäre auch möglich, lediglich den Energieeintrag in bestimmten Frequenzbändern zu bestimmen, etwa über Bandpassfilterung; derart können Rechnerressourcen eingespart werden und/oder eine schnelleres Feststellen von Glätte erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich können auch Muster und/oder Schwingungen im Zeitbereich erkannt werden.
Entsprechend ist in 4B ein Frequenzspektrum bei Glätte auf dem Fahrbahnuntergrund dargestellt. Aus einem Vergleich der 4A und 4B ist ersichtlich, dass einzelne Frequenzkomponenten bzw. ein Energieeintrag in die einzelnen Frequenzkomponenten bei Glätte auf dem Fahrbahnuntergrund abnimmt. Weiterhin ist ersichtlich, dass charakteristische Spitzen in dem Frequenzspektrum in Abhängigkeit von der Glätte auf dem Fahrbahnuntergrund vorhanden sind bzw. nicht vorhanden sind. All solche Merkmale können im Rahmen des Überwachens des zeitlichen Verlaufs berücksichtigt werden, um anschließend festzustellen, ob Glätte vorliegt.
Die Abhängigkeiten der 3, 4A, 4B sind rein illustrativ und nicht beschränken. Je nach Lenkungssystem 200 bzw. überwachter Betriebsgröße können sich qualitativ und/oder quantitativ unterschiedliche Abhängigkeiten ergeben.
In 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Fahrerassistenz gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Verfahren beginnt in Schritt X1. Zunächst erfolgt in Schritt X2 das Überwachen des zeitlichen Verlaufs der mindestens einen Betriebsgröße des Lenkungssystems 200. Wie voranstehend beschrieben kann im Rahmen des Schritts X2 das Messen der mindestens einen Betriebsgröße durchgeführt werden und z. B. eine Änderung einer charakteristischen Eigenschaft der gemessenen mindestens einen Betriebsgröße gegenüber einer früheren Messung der Betriebsgröße und/oder gegenüber einem Referenzwert der mindestens einen Betriebsgröße durchgeführt werden. Die charakteristische Eigenschaft kann z. B. eine Frequenzkomponente, eine Amplitude oder auch eine Mustererkennung oder eine Schwingung der mindestens einen Betriebsgröße bezeichnen.
Vor dem Durchführen des Schritts X2 wäre es optional möglich, zu überprüfen, ob bestimmte Bedingungen vorliegen, die auf Wasserglätte hindeuten. Solche Bedingungen können z. B. eine vergleichsweise hohe Geschwindigkeit des Fahrzeugs, ein bestimmtes Signal eines Niederschlagssensors des Fahrzeugs, das Niederschlag indiziert, das Betreiben eines Scheibenwischers des Fahrzeugs, mittels Umfeldsensorik erkanntes Wasser auf dem Fahrbahnuntergrund, ein vergleichsweise geringer Reifendruck, ein Warnhinweis für Glätte oder auch eine Nachricht, die auf Glätte hinweist, sein. Im Rahmen eines solchen Schrittes kann überprüft werden, ob mindestens eine oder mehrere dieser Bedingungen vorliegen, und ggf. kann das Verfahren abgebrochen werden. Andernfalls kann mit Schritt X2 fortgefahren werden.
Im Anschluss an Schritt X2 wird in Schritt X3 Glätte anhand der Daten des Schritts X2 festgestellt. Liegt keine Glätte vor, so wird Schritt X2 erneut durchgeführt. Wird in Schritt X3 jedoch festgestellt, dass Glätte vorliegt, so wird in Schritt X4 Fahrerassistenz durchgeführt. Verschiedenste Techniken zur Fahrerassistenz sind möglich. Z. B. kann das Lenkmoment des Lenkmomentunterstützungsmotors 260 angepasst werden, etwa erhöht oder reduziert werden. Bei einer Erhöhung des Lenkmoments des Lenkungsunterstützungsmotors 260 kann der Fahrer durch ein geringeres Handmoment die gleiche Lenkbewegung durchführen. Ein solches Verhalten des Lenkungssystems 200 ist typisch für das Verhalten eines nicht-EPS Lenkungssystems ohne Lenkungsunterstützungsmotor 260 bei Glätte. Deshalb kann ein solches Erhöhen des Lenkmoments des Lenkungsunterstützungsmotors 260 dem Fahrer dabei helfen, die Glätte auf dem Fahrbahnuntergrund festzustellen. Es sind alternativ oder zusätzlich auch andere Fahrerassistenzvorgänge möglich, etwa verringern des Antriebsmoments des Fahrzeugs 100 oder eine entsprechende Warnung des Fahrers des Fahrzeugs 100 mittel einer Benutzerschnittstelle. Es wäre auch möglich, bei einer Verfügbarkeit entsprechender technischer Einrichtungen eine radspezifische Anpassung einer Verteilung von Antriebsmomenten durchzuführen.
Insbesondere in Kombination mit der oben genannten Erhöhung des Lenkmoments des Lenkungsunterstützungsmotors 260 kann es erstrebenswert sein, eine Übersetzung zwischen einem Radwinkel der Räder 101-1, 101-2 des Fahrzeugs und einem Lenkwinkel des Lenkrads 210 herabzusetzen, also derart anzupassen, dass ein bestimmter Lenkwinkel in einer geringeren Änderung des Radwinkels resultiert. Dazu kann z. B. eine Steer-by-Wire Lenkung oder ein Winkelüberlagerungsgetriebe vorgesehen sein.
Anschließend an Schritt X4 wird Schritt X2 erneut durchgeführt. Derart kann sichergestellt werden, dass das Durchführen des Fahrerassistenzvorgangs in Schritt X4 solange durchgeführt wird, wie Glätte in Schritt X3 festgestellt wird.
Das Verfahren endet in Schritt X6, sobald festgestellt wird, dass ein Abbruchkriterium erfüllt ist (Schritt X5). Z. B. kann das Abbruchkriterium ein Ausschalten des Fahrzeugs 100 sein oder ein Ausschalten der entsprechenden Funktionalität z. B. über die Benutzerschnittstelle durch den Benutzer.
Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung miteinander kombiniert werden. Insbesondere könne die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen. Z. B. wurde voranstehend in Bezug auf die Figuren vornehmlich Bezug auf Wasserglätte genommen; es ist jedoch möglich, entsprechende Techniken auch für Glätte im Allgemeinen, etwa Eis etc., anzuwenden. Es wurde weiterhin insbesondere Bezug auf EPS-Lenkungssysteme genommen. Es ist jedoch auch möglich, entsprechende Techniken für nicht-EPS-Lenkungssysteme einzusetzen. Es ist auch möglich, entsprechende Techniken für Steer-by-Wire-Lenkungssysteme zu verwenden.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeug
101-1: Rad vorn
101-2: Rad hinten
110: Fahrbahn
111: Wasserglätte
150: Bordcomputer
200: Lenkungssystem
210: Lenkrad
220: Drehstab
230: Lenkritzel
240: Zahnstange
260: Lenkungsunterstützungsmotor
300: Rechnereinheit
400: Zeit
401: Frequenz
402: Amplitude
X1–X4: Schritt

Claims

Verfahren zur Fahrerassistenz bei Glätte (111) auf einem Fahrbahnuntergrund, auf dem sich ein Fahrzeug (100) bewegt, wobei das Verfahren umfasst: – Überwachen eines zeitlichen Verlaufs mindestens einer Betriebsgröße eines Lenkungssystems (200) des Fahrzeugs (100), – in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Überwachens: Feststellen, ob Glätte (111) vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Betriebsgröße des Lenkungssystems (200) aus folgender Gruppe ausgewählt ist: – ein Motorwinkel eines Lenkungsunterstützungsmotors (260) des Lenkungssystems – ein Phasenstrom des Lenkungsunterstützungsmotors (260); – eine Geschwindigkeit des Lenkungsunterstützungsmotors (260); – ein Moment, welches auf einen Drehstab (220) des Lenkungssystems (200) übertragen wird, der mit einem Lenkrad des Lenkungssystems (200) gekoppelt ist; – eine Kraft, die über eine Zahnstange (240) des Lenkungssystems (200), die im Verzahnungseingriff mit einem Lenkritzel (230) steht, das mit dem Drehstab gekoppelt ist, übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen des zeitlichen Verlaufs umfasst: – Messen der mindestens einen Betriebsgröße, – Bestimmen einer Änderung einer charakteristischen Eigenschaft der gemessenen mindestens einen Betriebsgröße gegenüber einer früheren Messung der mindestens einen Betriebsgröße und/oder gegenüber einem Referenzwert.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Eigenschaft ausgewählt ist aus folgender Gruppe: – eine Frequenzkomponente der mindestens einen Betriebsgröße, die vorzugsweise durch eine Fourier-Transformation und/oder eine Bandpassfilterung erhalten wird; – eine Amplitude (402) der mindestens einen Betriebsgröße; – ein durch Mustererkennung erhaltenes Muster der mindestens einen Betriebsgröße; – eine zeitliche Schwingung der Amplitude der mindestens einen Betriebsgröße.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin umfasst: – Durchführen eines Fahrerassistenzvorgangs zur Reduktion eines Gefahrenpotentials, wenn festgestellt wird, dass Glätte (111) vorliegt, wobei das Durchführen des Fahrerassistenzvorgangs vorzugsweise selektiv dann erfolgt, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: – eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs (100) ist größer als ein vorgegebener Schwellenwert; – ein Niederschlagssensor des Fahrzeugs (100) detektiert Niederschlag; – ein Scheibenwischer des Fahrzeugs (100) wird betrieben; – eine Umfeldsensorik erkennt Wasser auf dem Fahrbahnuntergrund; – ein Reifendruck ist geringer als ein Schwellenwert; – eine Umfeldsensorik erkennt Warnhinweise für Glätte (111); – eine Empfänger empfängt eine Nachricht, welche Glätte (111) indiziert.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführen des Fahrerassistenzvorgangs mindestens eines der Folgenden umfasst: – Verringern eines Antriebsmoments des Fahrzeugs (100); – Warnung eines Fahrers des Fahrzeugs (100) mittels einer Benutzschnittstelle; – radspezifische Anpassung einer Verteilung von Antriebsmomenten; – Anpassen von Betriebszuständen von Fahrwerkskomponenten wie z. B. Bremse, Stoßdämpfer, Wankstabilisator; – Anpassen eines Lenkmoments des Lenkungsunterstützungsmotors (260).
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen des Lenkmoments des Lenkungsunterstützungsmotors (260) derart erfolgt, dass das durch den Lenkungsunterstützungsmotor (260) erzeugte Lenkmoment erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkungssystem (200) weiterhin ein Winkelüberlagerungsgetriebe umfasst, das eine variable Übersetzung zwischen einem Radlenkwinkel der Räder und einem Lenkwinkel eines Lenkrads des Fahrzeugs (100) bereitstellt, wobei das Durchführen des Fahrerassistenzvorgangs weiterhin Herabsetzen der variablen Übersetzung des Winkelüberlagerungsgetriebes umfasst.
Lenkungssystem (200) eines Fahrzeugs (100), das zur Fahrerassistenz bei Glätte (111) auf einem Fahrbahnuntergrund, auf dem sich das Fahrzeug (100) bewegt, eingerichtet ist, wobei das Lenkungssystem (200) umfasst: – eine Rechnereinheit, welche eingerichtet ist, um einen zeitlichen Verlauf mindestens einer Betriebsgröße des Lenkungssystems (200) zu überwachen, und um Glätte (111) in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Überwachens festzustellen.
Lenkungssystem (200) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkungssystem (200) weiterhin eingerichtet ist, um ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–8 durchzuführen.