DE102015121309A1

DE102015121309A1 - Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem sowie Verfahren zum Betrieb eines derartigen Fahrerassistenzsystems

Info

Publication number: DE102015121309A1
Application number: DE102015121309.5A
Authority: DE
Inventors: Wael Mohamed; Falk Heilfort
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-06-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem zur autonomen oder teilautonomen Ausführung eines kollisionsvermeidenden bzw. -vermindernden bzw. zur optimalen Crashposition gezielt einleitenden Ausweichmanövers mit einer Karosserie und einem Antriebssystem, das antriebstechnisch mit zwei Vorderrädern (14, 16) und/oder mindestens zwei Hinterrädern (18, 20) verbunden ist, mit einer Erfassungssteuereinheit, die Daten von mindestens einer Umfelderfassungseinheit erhält, mit einer Manöversteuereinheit, die Steuerbefehle für das Ausweichmanöver generiert und an eine Zentralsteuereinheit übermittelt, wobei zumindest die Vorderräder (14, 16) jeweils einen elektromotorischen Antrieb aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem zur autonomen oder teilautonomen Ausführung eines kollisionsvermeidenden bzw. -vermindernden Ausweichmanövers bzw. zur gezielten Positionierung dessen zum Schutz von Bauteilen (wie bspw. Batterie, Leistungselektronik, Tank, etc.) und/oder Insassen mit einer Karosserie und einem Antriebssystem, das antriebstechnisch mit Vorderrädern und/oder mindestens zwei Hinterrädern verbunden ist, mit einer Erfassungssteuereinheit, die Daten von mindestens einer Umfelderfassungseinheit erhält, mit einer Manöversteuereinheit, die Steuerbefehle für Ausweichmanöver generiert und an eine Zentralsteuereinheit übermittelt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines derartigen Kraftfahrzeuges.
Kraftfahrzeuge mit Fahrerassistenzsystemen und zugehörige Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems zur autonomen oder teilautonomen Ausführung eines kollisionsvermeidenden bzw. -vermindernden Ausweichmanövers sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Insbesondere die DE 10 2011 012 793 A1 offenbart ein Fahrerassistenzsystem bzw. -verfahren, dass aufgrund einer detektierten Umfeldsituation und des Erkennens eines möglichen Crashes autonom ein Ausweichmanöver veranlassen kann und damit auch autonom in das Antriebssystem eingreifen kann, um den Crash zu vermeiden oder zumindest die Folgen zu vermindern. Häufig finden jedoch Auffahrunfälle, beispielsweise wie Auffahrunfälle an einem Stauende im Standbetrieb des einen auffahrgefährdeten Fahrzeuges statt. Die Fahrzeuge mit den bekannten Fahrassistenzsystemen verhalten sich bei einem derartigen Auffahrunfall zu träge, um den Fahrzeuginsassen und das Fahrzeug vor Kollateralschäden zu schützen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, den oben genannten Nachteil auf einfache und kostengünstige Weise zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest die Vorderräder jeweils einen elektromotorischen Antrieb aufweisen. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Vorderräder jeweils einzeln angetrieben bzw. gebremst werden können. Das maximale Drehmoment eines elektromotorischen Antriebes steht ab der ersten Umdrehung voll zur Verfügung, sodass in Kombination mit der Lenkung Ausweichmanöver in alle Richtungen ohne Verzögerung generiert werden können. Alternativ ist eine Drehung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs um dessen Hochachse auch ohne Lenkung möglich, indem Räder mittels des elektromotorischen Antriebs dahingehend angetrieben werden, dass sie ein Drehmoment um die Hochachse erzeugen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Umfelderfassungseinheit im Frontbereich und im Heckbereich der Karosserie Lichtwellen-Radarsysteme zur 360°-Überwachung der Karosserie auf. Ein derartiges auch Lider-System genanntes Radarsystem nutzt statt Radiowellen Laserstrahlen, also Lichtwellen zur Umfelderfassung und führt eine Abstands- und Geschwindigkeitsmessung durch, die es die Umfelderfassungseinheit erlaubt, eine detaillierte 3-D-Karte der Umgebung zu erstellen. Treffen die ausgesendeten Laserimpulse auf Objekte, beispielsweise andere Fahrzeuge, streuen diese zurück und ein Sensor erfasst sie. Anhand der Laufzeit des Lichts und der Geschwindigkeit kann das Gerät die Entfernung zum Objekt und die Fahrgeschwindigkeit messen.
In einer zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform weist die Umfelderfassungseinheit Mittel zur Datenerfassung und Datenverarbeitung auf, welche auf einer so genannten Car-to-x-Communication beruhen. Dabei ist es möglich, dass das erfindungsmäßige Kraftfahrzeug mit anderen Verkehrsteilnehmern und/oder seiner Umwelt kommuniziert.
In besonders vorteilhafter Weise sind an allen Vorder- und Hinterrädern Sensorvorrichtungen zur Aufnahme von Antriebseigenschaften vorgesehen, um ein Ausweichmanöver in optimaler Art und Weise überwachen zu können.
Des Weiteren kann die Umfelderfassungseinheit im Front- und im Heckbereich der Karosserie jeweils eine Kamera aufweisen, um zur sicheren Datenauswertung Realbilder zu nutzen. Des Weiteren können in vorteilhafter Weise ein GPS-Empfänger und ein Trägheitsnavigationssystem vorgesehen sein, um eine räumliche Bewegung des Kraftfahrzeuges und die daraus resultierende jeweilige geographische Position sicher bestimmen zu können. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das zu erfassende Umfeld größere Höhenunterschiede aufweist, die in die Auswahl des Ausweichmanövers mit einbezogen werden müssen.
Die Erfindung wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeuges, wobei die aktuelle Umfeldsituation der Karosserie mittels der Umfelderfassungseinheit überwacht wird, wobei dann im Falle einer möglichen Kollision vor dem Hintergrund der gesamten Umfeldsituation Umfelddaten für ein Ausweichmanöver erstellt werden und nachfolgend an die Manöversteuereinheit übermittelt werden, die dann Antriebsdaten für die anzusteuernden Räder ermittelt und an die Zentralsteuereinheit übermittelt, die dann die entsprechenden Räder ansteuert.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugsituation, kurz vor einem Crash, und 2 das eingeleitete Ausweichmanöver in der in 1 dargestellten Fahrsituation.
1 zeigt eine schematisch dargestellte Fahrsituation, bei der drei stehende Fahrzeuge 2, 4 und 6, beispielsweise eine Stausituation, dargestellt sind. Ein fahrendes Fahrzeug 8 hat sich von hinten genähert und versucht einem Aufprall mit dem Fahrzeug 4 auszuweichen, wodurch es jedoch seitlich hinten auf Fahrzeug 6 droht aufzuprallen. Das Fahrzeug 6 weist eine nicht weiter dargestellte Umfelderfassungseinheit auf, die im Frontbereich 10 und im Heckbereich 12 sowohl über ein Lichtwellenradarsystem als auch über zwei Kameras verfügt. Des Weiteren ist ein GPS-Empfänger und ein Trägheitsnavigationssystem vorgesehen. Sowohl die Vorderräder 14, 16 als auch die Hinterräder 18, 20 weisen jeweils einen elektromotorischen Antrieb auf und besitzen jeweils Sensorvorrichtung zur Aufnahme von Antriebseigenschaften.
Durch die Umfelderfassungseinheit wird die aktuelle Umfeldsituation der Karosserie des Kraftfahrzeuges 6 überwacht. Das herannahende Kraftfahrzeug 8 und die damit verbundene mögliche Kollision wird vom Lichtwellen-Radarsystem wahrgenommen und durch die Kamera im Heckbereich verifiziert. Im Zusammenhang mit Daten, die das Trägheitsnavigationssystem bereit stellt, werden Umfelddaten für ein Ausweichmanöver errechnet, die nachfolgend an einer Manöversteuereinheit übermittelt werden. Hierbei wird beispielsweise festgestellt, dass ein Ausweichen in gerader Richtung nach vorne nicht möglich ist, weil dort das stehende Kraftfahrzeug 2 ein Hindernis darstellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird also ein Ausweichmanöver nach rechts vorne vorgeschlagen, um einen Crash zu vermeiden bzw. die Folgen zu vermindern. Hierzu werden von der Manöversteuereinheit Antriebsdaten an die Vorderräder 14, 16 und die Hinterräder 18, 20 übermittelt. Die dem herannahenden Fahrzeug 8 zugewandten Räder 14, 18 führen hierbei eine Vorwärtsbewegung und die dem herannahenden Fahrzeug 8 abgewandten Räder 16, 20 eine Rückwärtsbewegung aus, aufgrund des elektromotorischen Antriebes der jeweiligen Räder 14, 16, 18 und 20 können die jeweilig benötigten Drehmomente direkt ohne Verzögerung erzeugt werden, was zu einem Drehen, wie in 2 dargestellt, des Kraftfahrzeuges 6 führt. Hierdurch wird eine crashoptimale Position angesteuert, um mögliche Crashfolgen schon erheblich zu vermindern und/oder ein Crash vollständig vermieden. Verbleibt nun noch Zeit, können alle vier Räder 14, 16, 18 und 20 angetrieben werden, um das Fahrzeug auf ein Standstreifen oder in eine Böschung zu bewegen.
Es soll insbesondere darauf hingewiesen werden, dass die einzelnen Steuereinheiten, wie die Erfassungssteuereinheit, die Manöversteuereinheit und die Zentralsteuereinheit lediglich hinsichtlich ihrer Steuerfunktion als getrennt anzusehen sind. Sie können natürlich in einem Gehäuse und gegebenenfalls auch auf einer Platine gemeinsam angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011012793 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem zur autonomen oder teilautonomen Ausführung eines kollisionsvermeidenden bzw. -vermindernden bzw. zur optimalen Crashposition gezielt einleitenden Ausweichmanövers mit einer Karosserie und einem Antriebssystem, das antriebstechnisch mit zwei Vorderrädern (14, 16) und/oder mindestens zwei Hinterrädern (18, 20) verbunden ist, mit einer Erfassungssteuereinheit, die Daten von mindestens einer Umfelderfassungseinheit erhält, mit einer Manöversteuereinheit, die Steuerbefehle für das Ausweichmanöver generiert und an eine Zentralsteuereinheit übermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Vorderräder (14, 16) jeweils einen elektromotorischen Antrieb aufweisen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfelderfassungseinheit im Frontbereich (10) und im Heckbereich (12) der Karosserie Lichtwellen-Radarsysteme zur 360°-Überwachung der Karosserie aufweist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an allen Vorder- und Hinterrädern (14, 16, 18, 20) Sensorvorrichtungen zur Aufnahme von Antriebseigenschaften vorgesehen sind.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfelderfassunseinheit im Front- und im Heckbereich (10, 12) der Karosserie jeweils eine Kamera aufweist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein GPS-Empfänger und ein Trägheitsnavigationssystem vorgesehen sind.
Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeuges nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Umfeldsituation der Karosserie mittels der Umfelderfassungseinheit überwacht wird, dass dann im Falle einer möglichen Kollision vor dem Hintergrund der gesamten Umfeldsituation Umfelddaten für ein Ausweichmanöver erstellt werden und nachfolgend an die Manöversteuereinheit übermittelt werden, die dann Antriebsdaten für die anzusteuernden Räder (14, 16, 18, 20) ermittelt und an die Zentralsteuereinheit übermittelt, die dann die entsprechenden Räder (14, 16, 18, 20) ansteuert.