DE102014208665A1

DE102014208665A1 - Steuerverfahren, Steuereinrichtung und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102014208665A1
Application number: DE102014208665.5A
Authority: DE
Inventors: Robert Gach; Harald Feifel; Martin Brenn
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2014-05-08
Filing date: 2014-05-08
Publication date: 2015-11-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug, aufweisend das Berechnen einer geplanten Fahrzeugführungsbahn des Fahrzeugs, das Führen des Fahrzeugs auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn, das Erfassen mindestens einer physikalischen Größe des Fahrzeugs, das Vergleichern der mindestens einen physikalischen Größe mit einem für die jeweilige physikalische Größe vorgegebenen Schwellwert, und das Abbrechen des Führens des Fahrzeugs auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn, wenn die mindestens eine physikalische Größe den jeweiligen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung eine entsprechende Steuereinrichtung und ein entsprechendes Fahrzeug.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug, eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug und ein entsprechendes Verfahren.
Stand der Technik
In der Fahrzeugtechnik wird heute eine Vielzahl elektronischer Systeme eingesetzt. Diese elektronischen Systeme können zum Beispiel dazu dienen, den Fahrer eines Straßenfahrzeugs beim Führen des Fahrzeugs zu unterstützen.
Beispielsweise können elektronische Systeme eine Umfeldüberwachung des Fahrzeugs durchführen, um im Fall eines bevorstehenden Unfalls entsprechende Sicherheitsmaßnahmen einzuleiten.
Ein solches System kann z.B. die Gurtstraffer eines Fahrzeugs aktivieren und die Kopfstützen des Fahrzeugs in eine aufrechte Position bringen, wenn das System einen unmittelbar bevorstehenden Unfall erkennt. Zusätzlich oder alternativ kann ein solches System aber auch eine Ausweichstrecke berechnen, welche das Fahrzeug fahren könnte, um dem jeweiligen Ziel auszuweichen. Um das Fahrzeug auf dieser Strecke zu bewegen, kann das System dem Fahrer z.B. mittels eines auf das Lenkrad aufgeprägten Lenkmoments einen Hinweis darauf geben, in welche Richtung der Fahrer das Fahrzeug lenken sollte, um der Ausweichstrecke zu folgen.
Allerdings kann es einen Fahrer irritieren bzw. der Fahrer könnte es als störend empfinden, wenn das elektronische System versucht ihm eine Ausweichstrecke vorzugeben, der Fahrer aber nur ein Fahrmanöver durchführt, welches das elektronische System fälschlicherweise als unmittelbar bevorstehenden Aufprall identifiziert.
In solch einer Situation kann sich das von dem elektronischen System aufgebrachte Lenkmoment für den Fahrer als schwergängige oder ruckelnde Lenkung des Fahrzeugs manifestieren.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Möglichkeit vorzusehen, die oben genannten Nachteile zu vermeiden.
Demgemäß offenbart die vorliegende Erfindung ein Steuerverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12.
Demgemäß ist vorgesehen:
Ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug, aufweisend das Berechnen einer geplanten Fahrzeugführungsbahn des Fahrzeugs, das Führen des Fahrzeugs auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn, das Erfassen mindestens einer physikalischen Größe des Fahrzeugs, das Vergleichen der mindestens einen erfassten physikalischen Größe mit einem für die jeweilige physikalische Größe vorgegebenen Schwellwert und das Abbrechen des Führens des Fahrzeugs auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn, wenn eine vorgegebene Anzahl der physikalischen Größen den jeweiligen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Ferner ist vorgesehen:
Eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug, mit einer Sensorschnittstelle, welche mit mindestens einem Sensor in dem Fahrzeug koppelbar ist und welche dazu ausgebildet ist, von dem mindestens einen Sensor mindestens eine physikalische Größe zu erhalten, mit einer Recheneinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine geplante Fahrzeugführungsbahn des Fahrzeugs zu berechnen, mit einer Steuerschnittstelle, welche mit mindestens einem Aktor des Fahrzeugs koppelbar ist und welche dazu ausgebildet ist, den Aktor derart zu steuern, dass dieser das Fahrzeug auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn führt, wobei die Recheneinrichtung dazu ausgebildet ist, die mindestens eine physikalische Größe mit einem jeweiligen Schwellwert zu vergleichen und ein Ansteuern des mindestens einen Aktors zu unterbrechen, wenn eine vorgegebene Anzahl der physikalischen Größen den jeweiligen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Schließlich ist vorgesehen:
Ein Fahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einer Umfelderkennung, welche mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und welche ausgebildet ist, ein Umfeld des Fahrzeugs zumindest teilweise zu erkennen, mit mindestens einem Sensor, welcher mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und welcher ausgebildet ist, eine physikalische Größe zu erfassen, und mit einem Aktor, welcher mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und welcher ausgebildet ist, das Fahrzeug auf einer Fahrzeugführungsbahn zu führen.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass eine Erkennung der Fahrerintention es ermöglicht, zwischen einem unmittelbar bevorstehenden Unfall und einem von dem Fahrer des jeweiligen Fahrzeugs bewusst vorgenommenen Lenkmanöver zu unterscheiden.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine Möglichkeit vorzusehen, basierend auf physikalischen Parametern des Fahrzeugs zu erkennen, ob der Fahrer ein Fahrmanöver bewusst durchführt oder ob der Fahrer versucht ein Ausweichmanöver auszuführen, bei welchem er unterstützt werden kann.
Dazu sieht die vorliegende Erfindung vor, dass eine Fahrzeugführungsbahn für das Fahrzeug berechnet wird. Diese Fahrzeugführungsbahn kann z.B. eine mögliche Ausweichstrecke sein, auf welcher ein Fahrzeug fahren könnte, um einem Hindernis auszuweichen. Das Fahrzeug kann dann auf dieser Fahrzeugführungsbahn aktiv geführt werden. Dies ermöglicht es, z.B. einen Auffahrunfall zu vermeiden.
Während das Fahrzeug bei einem Ausweichmanöver auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn geführt wird, werden erfindungsgemäß physikalische Größen des Fahrzeugs überwacht, die z.B. eine Aussage über die Bewegung des Fahrzeugs oder eine von dem Fahrer gewünschte Bewegung des Fahrzeugs ermöglichen.
Überschreiten die überwachten physikalischen Größen einen jeweils für die physikalischen Größen vorgegebenen Grenzwert, wird das Führen des Fahrzeugs abgebrochen, da dies bedeuten könnte, dass der Fahrer aktiv bzw. bewusst eine andere als die geplante Fahrzeugführungsbahn fahren möchte.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es folglich, einen Fahrerwunsch zu erkennen und bei einem erkannten Fahrerwunsch bereits aktive bzw. aktivierte Fahrerassistenzsysteme zu deaktivieren bzw. einen Eingriff des jeweiligen Fahrerassistenzsystems zu beenden.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
In einer Ausführungsform wird eine geplante Fahrzeugführungsbahn berechnet, wenn ein Einleiten einer Ausweichbewegung des Fahrzeugs erkannt wird, wobei ein Einleiten einer Ausweichbewegung bei einem Bewegen des Lenkrads mit einer Lenkradwinkelgeschwindigkeit und/oder einem Lenkradwinkel, die über einem vorgegebenen Lenkradwinkelgeschwindigkeitsschwellwert bzw. Lenkradwinkelschwellwert liegt, und bei einer gleichzeitig durch eine Umfelderkennung des Fahrzeugs erkannten kritischen Auffahrsituation erkannt wird. Dies ermöglicht es, bei einem unmittelbar bevorstehenden Unfall ein Ausweichen des Fahrzeugs zu unterstützen, um den Unfall noch vermeiden zu können.
In einer Ausführungsform wird beim Führen des Fahrzeugs auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn ein entsprechendes Lenkmoment auf das Lenkrad des Fahrzeugs aufgebracht. Dies ermöglicht es einerseits, das Fahrzeug autonom auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn zu steuern, wenn das Lenkmoment groß genug ist, andererseits, kann ein Fahrer des Fahrzeugs beim Lenken des Fahrzeugs auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn unterstützt werden, wenn das Lenkmoment lediglich so stark ausgeprägt ist, dass der Fahrer es als Hinweis auf die geplante Fahrzeugführungsbahn wahrnimmt.
In einer Ausführungsform wird beim Erfassen mindestens einer physikalischen Größe zumindest eine Lenkradwinkelgeschwindigkeit und/oder ein Lenkmoment und/oder eine Lenkmomentänderung und/oder eine Gierrate des Fahrzeugs und/oder eine Gierratenänderung und/oder ein Bremsmoment, welches über einem vorgegeben Bremsmomentschwellwert liegt, und/oder ein lateraler Versatz des Fahrzeugs gegenüber der geplanten Fahrzeugführungsbahn und/oder ein Fahrzeugorientierungswinkel erfasst. Diese Größen ermöglichen basierend auf den entsprechenden Schwellwerten eine sehr einfache Bewertung der Bewegung des Fahrzeugs. So kann auf einfache Art und Weise festgestellt werden, ob das Fahrzeug die geplante Fahrzeugführungsbahn auf einen Fahrerwunsch hin verlassen hat oder nicht.
In einer Ausführungsform wird, wenn mehr als eine physikalische Größe erfasst wird und nicht alle erfassten Größen den jeweiligen Schwellwert überschreiten, eine Differenz der aktuellen Fahrzeugbahn zu der geplanten Fahrzeugführungsbahn berechnet und basierend auf der berechneten Differenz das Führen des Fahrzeugs auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn abgebrochen. So können spezielle Fahrsituationen, wie z.B. ein doppelter Spurwechsel oder dergleichen erkannt werden. Dies wird in Zusammenhang mit den 6 und 7 näher erläutert.
In einer Ausführungsform werden anhand der erfassten physikalischen Größen aktiv durchgeführte Wunschlenkmanöver, insbesondere Abbiegemanöver, erkannt. Ferner wird das Führen des Fahrzeugs auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn abgebrochen, wenn ein aktiv durchgeführtes Wunschlenkmanöver, insbesondere ein Abbiegemanöver, erkannt wird.
In einer Ausführungsform ist der mindestens eine Sensor als ein elektronisches System, insbesondere ein elektronisches Stabilitätssystem, des Fahrzeugs ausgebildet, welches ausgebildet ist, der Steuereinrichtung mindestens eine physikalische Größe des Fahrzeugs bereitzustellen. Dies ermöglicht es, die Berechnungen bzw. Sensorwerte von bereits im Fahrzeug vorhandenen elektronischen Systemen weiterzuverwenden.
In einer weiteren Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem bereits in dem Fahrzeug vorhandenen elektronischen System, z.B. einem elektronischen Stabilitätssystem oder einem elektronischen Lenksystem ausgeführt.
In einer Ausführungsform weist die Umfelderkennung mindestens einen Radarsensors und/oder einen Bildsensor und/oder eine Kamera auf. Dies ermöglicht es, Objekte und insbesondere andere Fahrzeuge im Umfeld des Fahrzeugs zu erkennen.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 ein Ablaufdiagramm einer Ausrührungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;
3 ein Blockschaltbild einer Ausrührungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs;
4 eine Darstellung einer kritischen Fahrsituation;
5 eine Darstellung einer von einem Fahrer gewünschten Fahrsituation;
6 eine Darstellung einer weiteren Fahrsituation; und
7 eine Darstellung einer weiteren Fahrsituation.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausrührungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Verfahren sieht in S1 das Berechnen einer geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 des Fahrzeugs 1 vor. Dabei kann das Berechnen der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 insbesondere dann erfolgen, wenn ein Einleiten einer Ausweichbewegung des Fahrzeugs 1 erkannt wird.
Beispielsweise kann ein Einleiten einer Ausweichbewegung eines Fahrzeugs 1 dann erkannt werden, wenn eine Umfelderkennung 8 des Fahrzeugs 1 eine kritische Auffahrsituation erkennt und gleichzeitig die Lenkradwinkelgeschwindigkeit 3 und/oder der Lenkradwinkel über einen vorgegebenen Lenkradwinkelgeschwindigkeitsschwellwert bzw. Lenkwinkelschwellwertliegt. Die Kombination dieser Bedingungen deutet darauf hin, dass der Fahrer des Fahrzeugs 1 ebenfalls die kritische Auffahrsituation erkannt hat und einen Ausweichversuch unternimmt.
Ist eine geplante Fahrzeugführungsbahn 10 berechnet worden, wird das Fahrzeug 1 in S2 auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 geführt. Das Führen des Fahrzeugs 1 kann z.B. das Aufbringen eines Lenkmoments 9 bzw. eines Drehmoments 9 auf das Lenkrad 7 des Fahrzeugs 1 aufweisen.
Während das Fahrzeug 1 auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 geführt wird, wird in S3 mindestens eine physikalische Größe 3–5 des Fahrzeugs 1 erfasst. Die erfassten physikalischen Größen 3–5 werden in S4 mit einem für die jeweilige physikalische Größe 3–5 vorgegebenen Schwellwert 6 verglichen.
In S5 wird das Führen des Fahrzeugs 1 auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 abgebrochen, wenn eine vorgegebene Anzahl der physikalischen Größen 3–5 den jeweiligen vorgegebenen Schwellwert 6 überschreitet. Beispielsweise kann das Führen des Fahrzeugs 1 abgebrochen werden, wenn alle erfassten physikalischen Größen 3–5 den jeweils vorgegebenen Schwellwert überscheiten.
Beim Berechnen einer geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 wird in einer Ausführungsform eine Fahrzeugführungsbahn 10 berechnet, welche das Fahrzeug 1 um das Hindernis herum führt, ohne dabei das Fahrzeug 1 mit einem weiteren Hindernis kollidieren zu lassen oder das Fahrzeug 1 in eine aus fahrdynamischer Sicht schwierige Situation zu bringen. Bei der Berechnung einer solchen geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 können z.B. auch Informationen eines elektronischen Stabilitätsprogramms genutzt werden, die z.B. eine Aussage über den Reibungskoeffizienten des Untergrunds, also der Straße zulassen, um z.B. optimale Kurvenradien für die geplante Fahrzeugführungsbahn 10 zu bestimmen.
Das Führen des Fahrzeugs 1 auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 kann in einer Ausführungsform aufweisen, dass dem Fahrer des Fahrzeugs 1 z.B. über das auf das Lenkrad 7 aufgebrachte Lenkmoment 9 ein dezenter Hinweis gegeben wird, in welche Richtung er das Fahrzeug 1 lenken sollte. Dabei kann das Drehmoment 9 z.B. derart ausgebildet sein, dass der Fahrer dieses Drehmoment 9 leicht übersteuern kann, falls er eine andere Bahn fahren möchte.
In einer Ausführungsform kann das beim Führen des Fahrzeugs 1 aufgebrachte Lenkmoment 9 aber auch ein derartiges Lenkmoment 9 sein, dass das Fahrzeug 1 automatisch und ohne eingreifen eines Fahrers auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 geführt wird.
Beim Erfassen der physikalischen Größen 3–5 kann neben der bereits erwähnte Lenkradwinkelgeschwindigkeit 3 z.B. auch ein lateraler Versatz 4 des Fahrzeugs 1 im Vergleich zu der geplanten Fahrzeugführungsstrecke 10 erfasst werden. Dies wird in Zusammenhang mit 5 näher erläutert. Zusätzlich oder alternativ kann z.B. auch ein Fahrzeugorientierungswinkel 5 erfasst werden, der z.B. einen Winkel der Fahrzeuglängsachse gegenüber der geplanten Fahrzeugführungsstrecke 10 aufweisen kann. Weitere physikalische Größen können ebenfalls erfasst werden. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform eine Position des Fahrzeugs 1 z.B. basierend auf einem Satellitengestützten Positionierungssystem erfasst werden. Je nach Ausführung des Positionierungssystems kann damit die Position des Fahrzeugs 1 auf wenige Zentimeter genau erfasst werden.
Mögliche Schwellwerte für die Lenkradwinkelgeschwindigkeit 3 sind z.B. 220 °/s, 250 °/s oder dergleichen. Mögliche Schwellwerte für den lateralen Versatz des Fahrzeugs können z.B. 3m, 5m oder dergleichen sein. Für den Fahrzeugorientierungswinkel können z.B. Schwellwerte von 20°, 30° oder dergleichen vorgegeben werden.
Insbesondere können die Schwellwerte auch adaptiv an die jeweilige Fahrsituation angepasst werden bzw. es können für jede physikalische Größe 3–5 ein oberer und ein unterer Schwellwert vorgegeben werden. In einer Ausführungsform können für eine physikalische Größe 3–5 auch unterschiedliche separat zu betrachtende Schwellwerte vorgegeben werden. Beispielsweise kann für die Lenkradwinkelgeschwindigkeit 3 neben einem maximalen Wert auch der Wert 0 vorgegeben werden. Dies ermöglicht es, einen Vorzeichenwechsel der Lenkradwinkelgeschwindigkeit zu erkennen. In solch einer Ausführungsform kann z.B. das Überschreiten bzw. Unterschreiten des Werts 0 alleine bereits ausreichen, um das Führen des Fahrzeugs 1 abzubrechen.
In einer Ausführungsform kann, wenn mehr als eine physikalische Größe 3–5 erfasst wird, z.B. drei physikalische Größen 3–5, und nicht alle erfassten physikalischen Größen 3–5 den jeweiligen Schwellwert 6 überschreiten, eine Differenz der aktuellen Fahrzeugbahn 11 zu der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 berechnet werden und basierend auf der berechneten Differenz das Führen des Fahrzeugs 1 auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 abgebrochen werden. Zusätzlich oder alternativ können z.B. anhand der erfassten physikalischen Größen 3–5 Wunschlenkmanöver des Fahrers, z.B. ein doppelter Spurwechsel oder dergleichen erkannt werden. Wird ein solches Wunschlenkmanöver erkannt, kann das Führen des Fahrzeugs 1 ebenfalls abgebrochen werden. In einer weiteren Ausführungsform kann auch gezielt ein Abbiegemanöver erkannt werden, welches der Fahrer aktiv durchführt.
2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung 13.
Die Steuereinrichtung 13 weist eine Sensorschnittstelle 14 auf, über welche die Steuereinrichtung 13 von Sensoren 19–21 in dem Fahrzeug 1 physikalische Größen 3–5 bzw. Signale, welche die jeweiligen physikalischen Größen 3–5 kennzeichnen erhält. Die Sensorschnittstelle 14 übermittelt die empfangenen Daten einer Recheneinrichtung 16.
Die Recheneinrichtung 16 berechnet eine geplante Fahrzeugführungsbahn 10 des Fahrzeugs 1, wenn eine Umfelderkennung 8 des Fahrzeugs 1 einen unmittelbar bevorstehenden Aufprall auf ein Hindernis erkennt und eine Ausweichbewegung des Fahrzeugs 1 eingeleitet wird.
Über eine Steuerschnittstelle 17, steuert die Recheneinrichtung 16 direkt oder indirekt einen Aktor 18, der das Fahrzeug 1 auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 führt.
Die Recheneinrichtung 16 kann die erfassten physikalischen Größen 3–5 mit einem jeweiligen Schwellwert 6 vergleichen. Übersteigt eine vorgegebene Anzahl der erfassten physikalischen Größen 3–5 den jeweiligen vorgegebenen Schwellwert 6, unterbricht die Steuereinrichtung 13 das Ansteuern des einen Aktors 18.
Die Recheneinrichtung 16 kann dazu ausgebildet sein, eine beliebige Ausführungsform des unter 1 beschriebenen Verfahrens auszuführen. Dabei kann die Recheneinrichtung 16 als ein Steuergerät ausgebildet sein, welches z.B. in dem Fahrzeug 1 verbaut sein kann. In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinrichtung 16 in ein bereits in dem Fahrzeug 1 vorhandenes Steuergerät integriert. In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinrichtung 16 als ein Computerprogramm ausgebildet, welches von dem Prozessor eines Steuergeräts ausgeführt wird.
3 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausrührungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1.
Das Fahrzeug 1 weist eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung 13 auf, die eine geteilte Sensorschnittstelle 14 aufweist, die mit einer Recheneinrichtung 16 gekoppelt ist. Die Sensorschnittstelle 14 ist in zwei Bereiche gegliedert, von denen einer direkt mit Sensoren 19–21 gekoppelt ist und einer mit einer Umfelderkennung 8 des Fahrzeugs 1 gekoppelt ist, welche mit einem Radarsensor 25 gekoppelt ist.
Der Sensor 19 ist ein Lenkradwinkelsensor 19, der an dem Lenkrad 7 des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Der Sensor 20 ist ein Fahrzeugpositionssensor 20 und der Sensor 21 ist ein Fahrzeugorientierungssensor 21. Zum Beispiel kann der Fahrzeugpositionssensor 20 als ein 3-Achsen Beschleunigungssensor 20 ausgebildet, der basierend auf einer Integration der Beschleunigungswerte die Position des Fahrzeugs 1 berechnet und ausgibt. Andere Arten von Sensoren, z.B. Satellitenbasierte Positionssensoren sind ebenfalls möglich. Basierend auf der Position des Fahrzeugs 1 kann z.B. der laterale Versatz 4 des Fahrzeugs 1 erfasst bzw. berechnet werden. Der Fahrzeugorientierungssensor 21 kann z.B. ein Kompass 21, ein Gyroskop 21 oder dergleichen sein. Alle oder zumindest ein Teil der Sensoren 19–21 können auch Sensoren eines bereits in dem Fahrzeug 1 vorhandenen elektronischen Systems 1, z.B. eines ESP-Systems oder dergleichen sein. Z.B. kann ein ESP-System über einen CAN-Bus oder einen Flexray-Bus mit der Steuereinrichtung 13 gekoppelt sein und die Sensordaten übermitteln.
Über die Umfeldüberwachung 8 erhält die Recheneinrichtung 16 eine Information darüber, ob eine kritische Fahrsituation vorliegt, in welcher z.B. ein unmittelbarer Zusammenstoß des Fahrzeugs 1 mit einem vorausfahrenden Fahrzeug bevorsteht. Wird eine solche kritische Fahrsituation erkannt und betätigt der Fahrer des Fahrzeugs 1 gleichzeitig das Lenkrad 7 derart, dass die Lenkradwinkelgeschwindigkeit 3 und/oder der Lenkradwinkel einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten, wird davon ausgegangen, dass der Fahrer des Fahrzeugs 1 ein Ausweichmanöver durchführen will. Zu einem solchen Ausweichmanöver wird daraufhin eine geplante Fahrzeugführungsbahn 10 berechnet, auf welcher das Fahrzeug 1 dem Hindernis ausweichen könnte. Über die Steuerschnittstelle 17 kann die Steuereinrichtung 13 dann einen Aktor 18 ansteuern, der das Fahrzeug 1 auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 führt. Das Führen kann dabei darin bestehen, dem Fahrer einen Hinweis auf die richtige bzw. die geplante Fahrzeugführungsbahn 10 zu geben, indem ein Drehmoment bzw. ein Lenkmoment 9 auf das Lenkrad 7 aufgebracht wird. Dabei kann das Lenkmoment 9 derart klein sein, dass der Fahrer dieses zwar wahrnimmt, es aber jederzeit übersteuern kann. In einer weiteren Ausführungsform kann das Lenkmoment 9 auch so groß sein, dass das Fahrzeug 1 autonom auf der Fahrzeugführungsbahn 10 geführt werden kann.
Die Recheneinrichtung 16 der Steuereinrichtung 13 vergleicht während das Fahrzeug 1 auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 geführt wird die erfassten physikalischen Größen 3–5 mit einem jeweiligen Schwellwert 6. Übersteigen alle physikalischen Größen 3–5 den jeweiligen Schwellwert 6, wird davon ausgegangen, dass der Fahrer bewusst ein Fahrmanöver durchführt und das Führen des Fahrzeugs 1 wird durch eine Unterbrechungseinrichtung 15 abgebrochen. So spürt der Fahrer kein Lenkmoment 9, welches entgegen der von dem Fahrer gewählten Strecke gerichtet wäre.
In einer Ausführungsform kann die Steuereinrichtung 13, wenn nicht alle erfassten physikalischen Größen 3–5 den jeweiligen Schwellwert 6 überschreiten, eine Differenz der aktuellen Fahrzeugbahn 11, z.B. basierend auf den physikalischen Größen 3–5 zu der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 berechnen und basierend auf der berechneten Differenz das Ansteuern des mindestens einen Aktors 18 unterbrechen.
4. zeigt eine Darstellung einer kritischen Fahrsituation.
In 4 ist ein Fahrzeug 1 auf der rechten Spur einer dreispurigen Straße, z.B. einer Autobahn zu sehen. Ferner sind weitere Fahrzeuge 50–53 dargestellt. Das Fahrzeug 51 befindet sich knapp vor dem Fahrzeug 1 und das Fahrzeug 52 befindet sich vor dem Fahrzeug 51. Auf der linken Spur befindet sich das Fahrzeug 50 hinter dem Fahrzeug 1 und das Fahrzeug 53 in etwa auf Höhe des Fahrzeugs 52.
Das Fahrzeug 1 ist in mehreren Phasen eines Ausweichmanövers dargestellt. Beispielsweise könnte das Fahrzeug 51 am Ende eines Staus stehen und das Fahrzeug 1 mit erhöhter Geschwindigkeit auf das Stauende zufahren.
In dieser Situation erkennt die Umfelderkennung 8 des Fahrzeugs 1 das Fahrzeug 51 und erkennt basierend auf dem Geschwindigkeitsunterschied zwischen den zwei Fahrzeugen 1, 51 auch, dass ein Aufprall bevorsteht. Lenkt der Fahrer des Fahrzeugs 1 nun nach links, um dem Fahrzeug 51 auszuweichen, wird erfindungsgemäß eine geplante Fahrzeugführungsbahn 10 berechnet, auf welcher das Fahrzeug 1 dem Fahrzeug 51 ausweichen könnte und der Fahrer wird beim Fahren auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 unterstützt.
5 zeigt eine Darstellung einer von einem Fahrer gewünschten Fahrsituation.
In 5 ist eine T-förmige Kreuzung dargestellt, wobei das Fahrzeug 1 von links kommend nach links abbiegen will. Ferner stehen direkt nach der Kreuzung zwei Fahrzeuge 54 und 55 vor dem Fahrzeug 1. Fährt das Fahrzeug 1 in der dargestellten Situation ungebremst von hinten auf das Fahrzeug 54 zu, erkennt die Umfelderkennung 8 das Fahrzeug 54 und damit einen unmittelbar bevorstehenden Zusammenstoß. Lenkt der Fahrer nun nach links, wird davon ausgegangen, dass der Fahrer dem Fahrzeug 54 ausweichen will und links neben dem Fahrzeug 54 auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 fahren will.
Will der Fahrer aber in Wahrheit nicht links dem Fahrzeug 54 ausweichen sondern nach links abbiegen, fährt der Fahrer die tatsächliche Fahrzeugbahn 11, die von der geplanten Fahrzeugbahn 10 abweicht. In solch einem Fall würde beim Führen des Fahrzeugs 1 auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 ein Lenkmoment 9 auf das Lenkrad 7 gegeben, welches den Fahrer in Richtung der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 leiten würde, obwohl dieser eigentlich abbiegen will.
In 5 eingezeichnet sind drei physikalische Größen 3–5, die erfindungsgemäß erfasst werden. Einerseits wird eine Lenkwinkelgeschwindigkeit 3 des Lenkrads 7 des Fahrzeugs 1 erfasst. Ferner wird der laterale Versatz 4 des Fahrzeugs 1 von der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 erfasst. Schließlich wird der Fahrzeugorientierungswinkel 5 erfasst. Dabei kann ein Winkel von 0° z.B. die Geradeausfahrt des Fahrzeugs 1 vor dem Abbiegevorgang kennzeichnen.
Anhand der erfassten physikalischen Größen 3–5 kann nun basierend auf einem einfachen Vergleich mit jeweils einem Schwellwert 6 überprüft werden, ob der Fahrer des Fahrzeugs 1 versucht der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 zu folgen oder ein anderes Fahrmanöver, hier den Abbiegevorgang, durchführt.
Wird z.B. für jede der physikalischen Größen 3–5 der jeweilige Schwellwert 6 überschritten, kann das Führen des Fahrzeugs 1 abgebrochen werden, da davon auszugehen ist, dass der Fahrer 1 nicht einem Hindernis ausweichen wollte sondern z.B. abbiegen wollte.
Mögliche Schwellwerte für die Lenkradwinkelgeschwindigkeit 3 sind z.B. 220 °/s, 250 °/s oder dergleichen. Mögliche Schwellwerte für den lateralen Versatz 4 des Fahrzeugs 1 können z.B. 3m, 5m oder dergleichen sein. Für den Fahrzeugorientierungswinkel 5 können z.B. Schwellwerte von 20°, 30° oder dergleichen vorgegeben werden.
Anstelle der oben genannten Schwellwerte 6 kann z.B. auch das Vorzeichen der Lenkradgeschwindigkeit 3 erfasst werden. Ändert die Lenkradgeschwindigkeit 3 früher als gemäß der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 nötig ihr Vorzeichen, stellt der Fahrer also das Lenkrad z.B. wieder gerade oder wechselt die vorabbestimmte Ausweichseite, kann ebenfalls davon ausgegangen werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs 1 dieses Fahrmanöver bewusst ausgeführt hat und ein Führen des Fahrzeugs 1 kann beendet werden.
6 zeigt eine Darstellung einer weiteren Fahrsituation.
In 6 führt das Fahrzeug 1 auf einer dreispurigen Fahrbahn einen doppelten Spurwechsel von der rechten über die mittlere auf die linke Spur durch, um zwei Fahrzeuge 56, auf der rechten Spur, und 57, auf der mittleren Spur, zu überholen.
In solch einem Fall beginnt das Fahrzeug 1 auf einer aktuellen Fahrzeugbahn 11 zu fahren, die einer geplanten Fahrzeugführungsbahn ähnelt. Daher würden wahrscheinlich nicht alle erfassten physikalischen Größen 3–5 den jeweiligen Schwellwert 6 überschreiten. Das Führen des Fahrzeugs 1 auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 würde also nicht abgebrochen.
In solch einer Situation kann z.B. die geplante Fahrzeugführungsbahn 10 mit der aktuellen bzw. der tatsächlichen Fahrzeugbahn 11 verglichen werden und anhand der Abweichung z.B. ein doppelter Spurwechsel erkannt werden.
Das gleiche gilt für die in 7 dargestellte Fahrsituation, in welcher das Fahrzeug 1 auf ein Fahrzeug 60 auf der mittleren Spur einer dreispurigen Straße auffährt und auf der rechten Spur die Fahrzeuge 58 und 59 dargestellt sind.
Es ist zu erkennen, dass das Fahrzeug 1 auf der aktuellen Fahrzeugbahn 11 kurz nach links lenkt und dann zurück auf die mittlere Spur fährt. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 1 das Fahrzeug 60 überholen will und dann im Rückspiegel ein sich rasch näherndes Fahrzeug erblickt. In solch einer Situation würde die geplante Fahrzeugbahn 10 das Fahrzeug 1 auf die linke Spur führen, was der Fahrer als ein Lenkmoment 9 spüren würde.
Durch den Vergleich der geplanten Fahrzeugführungsbahn 10 mit der aktuellen Fahrzeugbahn 11 kann dieses zurücklenken des Fahrers in die mittlere Spur erkannt werden und das Führen des Fahrzeugs 1 abgebrochen werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
3–5: physikalische Größe
3: Lenkradwinkelgeschwindigkeit
4: lateraler Versatz
5: Fahrzeugorientierungswinkel
6: Schwellwert
7: Lenkrad
8: Umfelderkennung
9: Lenkmoment
10: geplante Fahrzeugführungsbahn
11: aktuelle Fahrzeugbahn
13: Steuereinrichtung
14: Sensorschnittstelle
15: Unterbrechungseinrichtung
16: Recheneinrichtung
17: Steuerschnittstelle
18: Aktor
19–21: Sensor
19: Lenkradwinkelsensor
20: Fahrzeugpositionssensor
21: Fahrzeugorientierungssensor
25: Radarsensor
50–60: Fahrzeug

Claims

Steuerverfahren für ein Fahrzeug (1), aufweisend: Berechnen einer geplanten Fahrzeugführungsbahn (10) des Fahrzeugs (1); Führen des Fahrzeugs (1) auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn (10); Erfassen mindestens einer physikalischen Größe (3–5) des Fahrzeugs (1); Vergleichen der mindestens einen erfassten physikalischen Größe (3–5) mit einem für die jeweilige physikalische Größe (3–5) vorgegebenen Schwellwert (6); und Abbrechen des Führens des Fahrzeugs (1) auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn (10), wenn eine vorgegebene Anzahl der physikalischen Größen (3–5) den jeweiligen vorgegebenen Schwellwert (6) überschreitet.
Steuerverfahren nach Anspruch 1, wobei eine geplante Fahrzeugführungsbahn (10) berechnet wird, wenn ein Einleiten einer Ausweichbewegung des Fahrzeugs (1) erkannt wird, wobei ein Einleiten einer Ausweichbewegung bei einem Bewegen des Lenkrads (7) mit einer Lenkradwinkelgeschwindigkeit(3), die über einem vorgegebenen Lenkradwinkelgeschwindigkeitsschwellwert liegt, und/oder einem Lenkradwinkel der über einem vorgegebenen Lenkradwinkelschwellwert liegt, und bei einer gleichzeitig durch eine Umfelderkennung (8) des Fahrzeugs (1) erkannten kritischen Auffahrsituation erkannt wird.
Steuerverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei beim Führen des Fahrzeugs (1) auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn (10) ein entsprechendes Lenkmoment (9) auf das Lenkrad (7) des Fahrzeugs (1) aufgebracht wird.
Steuerverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei beim Erfassen mindestens einer physikalischen Größe (3–5) zumindest eine Lenkradwinkelgeschwindigkeit (3) und/oder ein Lenkmoment und/oder eine Lenkmomentänderung und/oder eine Gierrate des Fahrzeugs (1) und/oder eine Gierratenänderung und/oder ein Bremsmoment, welches über einem vorgegeben Bremsmomentschwellwert liegt, und/oder ein lateraler Versatz (4) des Fahrzeugs (1) gegenüber der geplanten Fahrzeugführungsbahn (10) und/oder ein Fahrzeugorientierungswinkel (5) erfasst wird.
Steuerverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei, wenn mehr als eine physikalische Größe (3–5) erfasst wird und nicht alle erfassten physikalischen Größen (3–5) den jeweiligen Schwellwert (6) überschreiten, eine Differenz der aktuellen Fahrzeugbahn (11) zu der geplanten Fahrzeugführungsbahn (10) berechnet wird und basierend auf der berechneten Differenz das Führen des Fahrzeugs (1) auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn (10) abgebrochen wird.
Steuerverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei anhand der erfassten physikalischen Größen (3–5) aktiv durchgeführte Wunschlenkmanöver, insbesondere Abbiegemanöver, erkannt werden und das Führen des Fahrzeugs (1) auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn (10) abgebrochen wird, wenn ein aktiv durchgeführtes Wunschlenkmanöver, insbesondere ein Abbiegemanöver, erkannt wird.
Steuereinrichtung (13) für ein Fahrzeug (1), mit einer Sensorschnittstelle (14), welche mit mindestens einem Sensor (19–21) in dem Fahrzeug (1) koppelbar ist und welche dazu ausgebildet ist, von dem mindestens einen Sensor (19–21) mindestens eine physikalische Größe (3–5) zu erhalten; einer Recheneinrichtung (16), welche dazu ausgebildet ist, eine geplante Fahrzeugführungsbahn (10) des Fahrzeugs (1) zu berechnen; einer Steuerschnittstelle (17), welche mit mindestens einem Aktor (18) des Fahrzeugs (1) koppelbar ist und welche dazu ausgebildet ist, den Aktor (18) derart zu steuern, dass dieser das Fahrzeug (1) auf der geplanten Fahrzeugführungsbahn (10) führt; wobei die Recheneinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, die mindestens eine physikalische Größe (3–5) mit einem jeweiligen Schwellwert (6) zu vergleichen und ein Ansteuern des mindestens einen Aktors (18) zu unterbrechen, wenn eine vorgegebene Anzahl der physikalischen Größen (3–5) den jeweiligen vorgegebenen Schwellwert (6) überschreitet.
Steuereinrichtung nach Anspruch 7, wobei die Sensorschnittstelle (14) mit einer Umfelderkennung (8) des Fahrzeugs (1) zur Erkennung einer kritischen Auffahrsituation koppelbar ist und die Recheneinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, eine geplante Fahrzeugführungsbahn (10) zu berechnen, wenn die Recheneinrichtung (16) basierend auf einer Lenkradwinkelgeschwindigkeit (3), die über einem vorgegebenen Lenkradwinkelgeschwindigkeitsschwellwert liegt, und bei einer gleichzeitig durch die Umfelderkennung (8) des Fahrzeugs (1) erkannten kritischen Auffahrsituation ein Einleiten einer Ausweichbewegung des Fahrzeugs (1) erkennt.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, wobei die Sensorschnittstelle (14) zumindest mit einem Lenkradwinkelsensor (19) und/oder Fahrzeugpositionssensor (20) und/oder einem Fahrzeugorientierungssensor (21) koppelbar ist und die mindestens eine physikalische Größe (3–5) eine Lenkradwinkelgeschwindigkeit (3) und/oder ein Lenkmoment und/oder eine Lenkmomentänderung und/oder eine Gierrate des Fahrzeugs (1) und/oder eine Gierratenänderung und/oder ein Bremsmoment, welches über einem vorgegeben Bremsmomentschwellwert liegt, und/oder einen lateralen Versatz (4) des Fahrzeugs (1) gegenüber der geplanten Fahrzeugführungsbahn (10) und/oder einen Fahrzeugorientierungswinkel (5) aufweist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Steuereinrichtung (13) dazu ausgebildet ist, wenn mehr als eine physikalische Größe (3–5) erfasst wird und nicht alle erfassten physikalischen Größen (3–5) den jeweiligen Schwellwert (6) überschreiten, eine Differenz der aktuellen Fahrzeugbahn (11) zu der geplanten Fahrzeugführungsbahn (10) zu berechnen und basierend auf der berechneten Differenz das Ansteuern des mindestens einen Aktors (18) zu unterbrechen.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Steuereinrichtung (13) dazu ausgebildet ist, anhand der erfassten physikalischen Größen (3–5) aktiv durchgeführte Wunschlenkmanöver, insbesondere Abbiegemanöver, zu erkennen und das Ansteuern des mindestens einen Aktors (18) zu unterbrechen, wenn ein aktiv durchgeführtes Wunschlenkmanöver, insbesondere ein Abbiegemanöver, erkannt wird.
Fahrzeug (1), mit einer Steuereinrichtung (13) nach einem der Ansprüche 7 bis 11 zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6; einer Umfelderkennung (8), welche mit der Steuereinrichtung (13) gekoppelt ist und welche ausgebildet ist, ein Umfeld des Fahrzeugs (1) zumindest teilweise zu erkennen; mindestens einem Sensor (19–21), welcher mit der Steuereinrichtung (13) gekoppelt ist und welcher ausgebildet ist, eine physikalische Größe (3–5) zu erfassen; und einem Aktor (18), welcher mit der Steuereinrichtung (13) gekoppelt ist und welcher ausgebildet ist, das Fahrzeug (1) auf einer geplanten Fahrzeugführungsbahn (10) zu führen.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 12, wobei der Aktor (18) dazu ausgebildet ist, zum Führen des Fahrzeugs (1) ein Lenkmoment (9) auf das Lenkrad (7) des Fahrzeugs (1) aufzubringen.
Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei der mindestens eine Sensor (19–21) als ein elektronisches System (22), insbesondere ein elektronisches Stabilitätssystem, des Fahrzeugs (1) ausgebildet ist, welches ausgebildet ist, der Steuereinrichtung (13) mindestens eine physikalische Größe (3–5) des Fahrzeugs (1) bereitzustellen.
Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Umfelderkennung (8) mindestens einen Radarsensor (25) und/oder einen Bildsensor und/oder eine Kamera aufweist.