DE102016208703A1

DE102016208703A1 - Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102016208703A1
Application number: DE102016208703.7A
Authority: DE
Inventors: Helmuth Bosch; Michael SCHIEBAHN; Peter Zegelaar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2017-11-23
Also published as: US11214300B2; US20170334483A1; CN107399368A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (1), aufweisend wenigstens eine Sensoreinrichtung (7, 16, 17) zum Erfassen eines momentanen Umfelds des Kraftfahrzeugs (1), wenigstens eine Hilfseinrichtung (8) zum Erzeugen eines Lenkmoments an einer Lenkhandhabe (9) des Kraftfahrzeugs (1), und wenigstens eine mit der Sensoreinrichtung (7, 16, 17) und der Hilfseinrichtung (8) verbundene Datenverarbeitungseinrichtung (10). Erfindungsgemäß ist die Datenverarbeitungseinrichtung (10) eingerichtet, unter Berücksichtigung von Signalen der Sensoreinrichtung (7, 16, 17) wenigstens eine freie Ausweichspur für das Kraftfahrzeug (1) zu ermitteln, unter Berücksichtigung von Signalen der Sensoreinrichtung (7, 16, 17) zu ermitteln, ob bei einer momentanen Fahrsituation ein Auffahrunfall bevorsteht, und die Hilfseinrichtung (8) bei einem bevorstehenden Auffahrunfall derart anzusteuern, dass die Hilfseinrichtung (8) an der Lenkhandhabe (9) zumindest einmalig ein zeitweiliges Hinweislenkmoment erzeugt, mit dem die Lenkhandhabe (9) um ein bestimmtes Ausmaß zeitweilig in eine Ausweichlenkrichtung verlagerbar ist, in welche die Lenkhandhabe (9) zu verlagern ist, um das Kraftfahrzeug (1) auf die freie Ausweichspur zu lenken, wobei die Hilfseinrichtung (8) das Hinweislenkmoment derart erzeugt, dass eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (1) nicht oder nur unwesentlich durch das Hinweislenkmoment geändert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens eine Sensoreinrichtung zum Erfassen eines momentanen Umfelds des Kraftfahrzeugs, wenigstens eine Hilfseinrichtung zum Erzeugen eines Lenkmoments an einer Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs, und wenigstens eine mit der Sensoreinrichtung und der Hilfseinrichtung verbundene Datenverarbeitungseinrichtung.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei ein momentanes Umfeld des Kraftfahrzeugs erfasst wird.
Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge mit verschiedenen Assistenzsystemen auszustatten, um die Beherrschbarkeit eines Kraftfahrzeugs zu verbessern oder den Fahrkomfort zu erhöhen. Insbesondere kann ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkassistenzsystem oder einem Bremsassistenzsystem ausgestattet sein. Solche Assistenzsysteme können auch zur Durchführung von Notmanövern des Kraftfahrzeugs eingesetzt, insbesondere um Unfälle zu vermeiden.
Beispielsweise ist aus EP 2 323 890 B1 ein Verfahren zur Lenkunterstützung eines Kraftfahrzeugfahrers eines Kraftfahrzeugs in Gefahrensituationen bekannt. Das Kraftfahrzeug umfasst Mittel zum Beeinflussen einer Lenkeinrichtung des Kraftfahrzeugs, Fahrzeugumfeld-Erfassungsmittel, eine Trajektorien-Berechnungseinheit, die auf Basis der Daten der Fahrzeugumfeld-Erfassungsmittel Fahrfächer aller fahrbaren und stabilen Bewegungstrajektorien berechnet, und Mittel zur Erfassung und zur Bewertung einer aktuellen Lenkradbetätigung hinsichtlich des Vorliegens einer Gefahrensituation. Bei Erkennung einer Gefahrensituation wird diejenige Bewegungstrajektorie aus dem aktuell bestimmten Fahrfächer bestimmt, die dem durch die zugehörige aktuelle Lenkradbetätigung angezeigten Fahrmanöver entspricht. Der Fahrer wird mittels des die Lenkeinrichtung beeinflussenden Mittels bei der Weiterführung des Fahrmanövers in Abhängigkeit der bestimmten Bewegungstrajektorie unterstützt.
Auch ist es bekannt, einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs bei Erfassung einer bevorstehenden Kollision mit einem vorausliegenden Hindernis mit einem optischen oder einem akustischen Signal vorzuwarnen. Des Weiteren ist es bekannt, bei Erfassung einer bevorstehenden Kollision mit einem vorausliegenden Hindernis automatisch einen die Kollision abschwächenden Bremsvorgang einzuleiten, um die Aufprallenergie zu reduzieren. Falls ein solcher Bremsvorgang nicht ausreicht, um eine Kollision zu verhindern oder abzuschwächen, kann es vorteilhaft sein, ein Ausweichmanöver durchzuführen. Hierzu kann eine Lenkunterstützung eingesetzt werden, wie sie beispielsweise mit EP 2 323 890 B1 vorgeschlagen wird. Eine solche Lenkunterstützung kann eingeleitet werden, wenn der Fahrer während eines automatisch eingeleiteten Bremsvorgangs mit einem Ausweichlenkmanöver beginnt.
Bei einer derartigen Lenkunterstützung wird also zunächst ein Lenkvorgang des Fahrers abgewartet, bevor die Lenkunterstützung eingeleitet wird. Ein unaufmerksamer oder unerfahrener Fahrer kann durch eine bevorstehende Kollision mit einem Hindernis überfordert sein. Insbesondere kann der Fahrer aufgrund eines Schockmoments, eines Starrens auf das Hindernis oder einer falschen Interpretation, dass ein Lenkvorgang die Kollision nicht mehr verhindern kann, von einer rechtzeitigen Einleitung eines Ausweichmanövers abgehalten werden. Dadurch kann ein Ausweichmanöver zu spät oder nicht durch den Fahrer eingeleitet werden. Zudem hat der Fahrer kurz vor einem bevorstehenden Auffahrunfall eine Reaktionszeit, um ein passendes Ausweichmanöver einzuleiten. Diese Reaktionszeit verringert die Möglichkeiten, Auffahrunfälle erfolgreich zu vermeiden.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Fahrsicherheit eines Kraftfahrzeugs bei Erfassung eines bei einer momentanen Fahrsituation bevorstehenden Auffahrunfalls zu erhöhen und ein Kollisionsrisiko zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen Ansprüchen angegeben, die jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen weiterbildenden oder vorteilhaften Aspekt der Erfindung darstellen können.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst wenigstens eine Sensoreinrichtung zum Erfassen eines momentanen Umfelds des Kraftfahrzeugs, wenigstens eine Hilfseinrichtung zum Erzeugen eines Lenkmoments an einer Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs, und wenigstens eine mit der Sensoreinrichtung und der Hilfseinrichtung verbundene Datenverarbeitungseinrichtung. Erfindungsgemäß ist die Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet, unter Berücksichtigung von Signalen der Sensoreinrichtung wenigstens eine freie Ausweichspur für das Kraftfahrzeug zu ermitteln, unter Berücksichtigung von Signalen der Sensoreinrichtung zu ermitteln, ob bei einer momentanen Fahrsituation ein Auffahrunfall bevorsteht, und die Hilfseinrichtung bei einem bevorstehenden Auffahrunfall derart anzusteuern, dass die Hilfseinrichtung an der Lenkhandhabe zumindest einmalig ein zeitweiliges Hinweislenkmoment erzeugt, mit dem die Lenkhandhabe um ein bestimmtes Ausmaß zeitweilig in eine Ausweichlenkrichtung verlagerbar ist, in welche die Lenkhandhabe zu verlagern ist, um das Kraftfahrzeug auf die freie Ausweichspur zu lenken, wobei die Hilfseinrichtung das Hinweislenkmoment derart erzeugt, dass eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs nicht oder nur unwesentlich durch das Hinweislenkmoment geändert wird.
Mit dem Hinweislenkmoment bzw. einer dadurch erzeugten Hinweislenkhandhabeverlagerung wird einem Fahrer des Kraftfahrzeugs ein Ratschlag gegeben, in welche Richtung eine Ausweichbewegung des Kraftfahrzeugs erfolgen sollte, um den bei einer momentanen Fahrsituation bevorstehenden Auffahrunfall zu vermeiden. Das Hinweislenkmoment wird erzeugt, bevor der Fahrer selbst ein Ausweichlenkmanöver eingeleitet hat. Durch die zeitweilige Verlagerung bzw. Drehung der Lenkhandhabe, beispielsweise in Form eines Lenkrads, um das bestimmte Ausmaß in die Ausweichlenkrichtung wird dem Fahrer somit eine haptisch wahrnehmbare Empfehlung gegeben, in welche Richtung er die Lenkhandhabe weiterdrehen sollte, um ein aussichtsreiches Ausweichmanöver einleiten zu können. Es wird nicht wie herkömmlich erst die Reaktionszeit des Fahrers abgewartet bzw. es wird nicht abgewartet, bis der Fahrer selbst ein Lenkmanöver eingeleitet hat. Hierdurch steht für den Fahrer nach Wahrnehmung des Hinweislenkmoments mehr Zeit zur Verfügung, um das Ausweichmanöver erfolgreich einleiten zu können. Selbst ein unerfahrener oder abgelenkter Fahrer kann hierdurch angeregt werden, möglichst frühzeitig ein aussichtsreiches Ausweichmanöver einzuleiten.
Mittels der wenigstens einen Sensoreinrichtung wird vorzugsweise ununterbrochen während der Fahrt des Kraftfahrzeugs ein jeweils momentanes Umfeld des Kraftfahrzeugs erfasst. Hierbei kann mit der Sensoreinrichtung insbesondere ein in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug liegendes Umfeld erfasst werden. Beispielsweise können durch die Erfassung des Umfelds des Kraftfahrzeugs vorausliegende Fahrbahnspuren, vorausfahrende Fahrzeuge, ein vorausliegendes Hindernis auf der Fahrbahn und dergleichen erfasst werden.
Die Sensoreinrichtung kann wenigstens ein optisches Sensorsystem, beispielsweise mit wenigstens einer Kamera, wenigstens ein Radar-System, wenigstens ein Ultraschall-System und/oder wenigstens ein LiDAR-System aufweisen, mit denen bzw. dem das momentane Umfeld des Kraftfahrzeugs erfassbar ist.
Die Datenverarbeitungseinrichtung kann durch Implementierung einer Software in eine vorhandene Fahrzeugelektronik oder als separate Baueinheit ausgebildet sein. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann wenigstens eine Prozessoreinheit, mit der wenigstens ein Datenverarbeitungsalgorithmus ausführbar ist, und wenigstens eine Speichereinheit aufweisen, auf welche die Prozessoreinheit zugreifen kann. Der Datenverarbeitungseinrichtung werden als Eingangssignale Signale der Sensoreinrichtung und Signale einer Fahrzustandsparameter des Kraftfahrzeugs erfassenden Fahrzeugelektronik zugeführt. Hieraus generiert die Datenverarbeitungseinrichtung Signale zum Ansteuern der Hilfseinrichtung. Zudem kann die Datenverarbeitungseinrichtung auch Signale zum Ansteuern einer Bremsanlage des Kraftfahrzeugs und/oder wenigstens ein Warnsignal erzeugen, dass dem Fahrer bei Vorliegen eines Kollisionsrisikos akustisch und/oder optisch wahrnehmbar gemacht werden kann.
Die Datenverarbeitungseinrichtung kann eingerichtet sein, unter Berücksichtigung von mit der Sensoreinrichtung erzeugten Daten bzw. Signalen einen momentanen Abstand des Kraftfahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem vorausliegenden Hindernis zu ermitteln. Auch kann die Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet sein, unter Berücksichtigung von mit der Sensoreinrichtung erzeugten Daten bzw. Signalen und von mittels einer Fahrzeugsensorik erfassten Fahrzustandsparametern des Kraftfahrzeugs eine Annäherungsgeschwindigkeit zu ermitteln, mit der sich das Kraftfahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem vorausliegenden Hindernis annähert. Aus diesen Informationen kann die Datenverarbeitungseinrichtung eine mögliche Kollisionsgefahr abschätzen und beurteilen, ob bei einer momentanen Fahrsituation ein Auffahrunfall bzw. eine Kollision bevorsteht oder nicht.
Die Datenverarbeitungseinrichtung ist eingerichtet, aus Signalen der Sensoreinrichtung eine vorausliegende Ausweichspur oder zwei oder mehrere vorausliegende freie Ausweichspuren für das Kraftfahrzeug zu ermitteln. Diese Ermittlung von vorausliegenden Ausweichspuren erfolgt vorzugsweise ununterbrochen während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs, so dass eine ununterbrochene Überwachung auf freie Ausweichspuren erfolgt. Unter einer Ausweichspur ist hierbei eine mögliche Fahrspur für das Kraftfahrzeug zu verstehen, die derart ausgebildet ist, dass eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem vorausliegenden Hindernis oder einem vorausfahrenden Fahrzeug reduziert oder verhindert werden kann, wenn das Kraftfahrzeug über die ermittelte Ausweichspur gelenkt wird.
Die Hilfseinrichtung zum Erzeugen eines Lenkmoments an der Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise durch einen Feedback-Aktuator eines aktiven Lenksystems, insbesondere eines Steer-by-Wire-Systems, oder durch ein lenkunterstützendes Aggregat einer Servolenkung ausgebildet sein.
Das von der Hilfseinrichtung an der Lenkhandhabe zumindest einmalig erzeugte zeitweilige Hinweislenkmoment ist von dem Fahrer haptisch wahrnehmbar, jedoch vorzugsweise ohne den Fahrer zu stören bzw. abzulenken. Dass das Hinweislenkmoment derart erzeugt wird, dass eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs nicht oder nur unwesentlich durch das Hinweislenkmoment geändert wird, bedeutet, dass das Hinweislenkmoment nicht zur Durchführung eines autonomen Lenkvorgangs des Kraftfahrzeugs und nicht für eine Lenkunterstützung verwendet wird bzw. werden kann. Das Hinweislenkmoment dient allein dazu, dem Fahrer einen Hinweis zu geben, in welche Richtung die Lenkhandhabe verlagert bzw. gedreht werden könnte, um ein aussichtsreiches Ausweichmanöver durchzuführen. Dass das Hilfslenkmoment zeitweilig erzeugt wird, bedeutet, dass das Hilfslenkmoment bzw. der dadurch dem Fahrer gegebene Lenkvorschlag nur in einem Zeitraum vorgegebener Länge erzeugt wird, um den Fahrer möglichst wenig zu stören, ihm aber dennoch einen eindeutigen Lenkvorschlag zu geben. Das Ausmaß, um welches die Lenkhandhabe zeitweilig in die jeweilige Ausweichlenkrichtung verlagerbar ist, ist derart gering zu wählen, dass es nicht zur Durchführung eines autonomen Lenkvorgangs des Kraftfahrzeugs und nicht für eine Lenkunterstützung verwendet wird bzw. werden kann. Insbesondere wenn das Kraftfahrzeug ein aktives Lenksystem, insbesondere eine aktive Vorderachslenkung, umfasst, kann das Hinweislenkmoment erzeugt werden, ohne dass eine momentane Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs durch das Hinweislenkmoment geändert wird.
Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens eine mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbundene Sensoreinheit zum Erfassen von Lenkbewegungen der Lenkhandhabe, wobei die Hilfseinrichtung die Erzeugung des Hinweislenkmoments abbricht, wenn über die Sensoreinheit ein manueller Lenkeingriff erfasst wird oder wenn die Lenkhandhabe nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums nicht weitergehender in die Ausweichlenkrichtung verlagert worden ist. Erfolgt durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ein manueller Lenkeingriff während der Erzeugung des Hinweislenkmoments, was über die Sensoreinheit, beispielsweise einem Lenkradwinkelsensor, von der Datenverarbeitungseinrichtung erfassbar ist, kann die Erzeugung des Hinweislenkmoments abgebrochen werden. Hierbei kann der manuelle Lenkeingriff des Fahrers derart erfolgen, dass er dem mit dem Hinweislenkmoment gegebenen Ratschlag folgt und die Lenkhandhabe weiter in die vorgeschlagene Ausweichlenkrichtung verlagert bzw. dreht. Folgt der Fahrer also dem mit dem Hinweislenkmoment gegebenen Lenkvorschlag, kann die Erzeugung des Hinweislenkmoments abgebrochen werden, da das Hinweislenkmoment seinen Zweck erfüllt hat und ohnehin nicht zur Lenkunterstützung verwendet wird bzw. geeignet ist. Erfolgt der manuelle Lenkeingriff des Fahrers derart, dass er dem mit dem Hinweislenkmoment gegebenen Lenkmoment nicht folgt und die Lenkhandhabe entgegengesetzt zu der vorgeschlagenen Ausweichlenkrichtung verlagert, wird die Erzeugung des Hinweislenkmoments abgebrochen, um den Fahrer nicht bei der Durchführung des von ihm beabsichtigten Ausweichmanövers nicht zu stören. Wenn über die Sensoreinheit von der Datenverarbeitungseinrichtung erfasst wird, dass die Lenkhandhabe nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums bzw. Zeitraums vorgegebener Länge nicht weitergehender in die Ausweichlenkrichtung verlagert worden ist, wird angenommen, dass der Fahrer dem mit dem Hinweislenkmoment gegebenen Lenkvorschlag nicht folgen möchte. In einem solchen Fall wird die Erzeugung des Hinweislenkmoments abgebrochen, um den Fahrer nicht bei einem von ihm beabsichtigten Ausweichmanöver zu stören. Durch einen manuellen Lenkeingriff ist der Fahrer also zu jeder Zeit in der Lage, den mit dem Hinweislenkmoment gegebenen Lenkvorschlag anzunehmen oder abzulehnen, ohne dass der Fahrer bei der Durchführung eines von ihm beabsichtigten Ausweichmanövers gestört wird. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Hilfseinrichtung eingerichtet, die Größe des Hinweislenkmoments über die Zeit zu variieren. Beispielsweise kann die Größe des Hinweislenkmoments über die Zeit rampenartig bis auf einen vorgegebenen Maximalwert ansteigen und danach abfallen. Alternativ kann die Größe des Hinweislenkmoments in Form eines periodischen Wellenprofils über die Zeit variiert werden. Alternativ kann die Größe des Hinweislenkmoments in Form eines periodisch pulsierenden Sägezahnprofils über die Zeit variiert werden. Zudem können das Timing und die Größe des Hinweislenkmoments über die Hilfseinrichtung bzw. deren Ansteuerung mit der Datenverarbeitungseinrichtung variiert werden. Beispielsweise kann unmittelbar nach der Ermittlung eines bei einer momentanen Fahrsituation bevorstehenden Auffahrunfalls die Stärke des Hinweislenkmoments relativ gering gewählt werden. Wird nach Erfassung eines bei der momentanen Fahrsituation bevorstehenden Auffahrunfalls eine Bremsanlage des Kraftfahrzeugs durch eine entsprechende Ansteuerung durch die Datenverarbeitungseinrichtung vorgeladen, kann die Größe des Hinweislenkmoments erhöht werden. Ab einem Start eines autonomen oder unterstützenden Bremsvorgangs mittels der vorgeladenen Bremsanlage des Kraftfahrzeugs kann die Größe des Hinweislenkmoments weiter erhöht werden. Hierdurch wird die Größe des Hinweislenkmoments mit anwachsender Kollisionsgefahr erhöht, um dem Fahrer in Abhängigkeit der Kollisionsgefahr einen stärker werdenden Lenkvorschlag zu geben.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet, unter Berücksichtigung von Signalen der Sensoreinrichtung zu ermitteln, ob die Ausweichspur durch ein neben dem Kraftfahrzeug fahrendes Fahrzeug oder durch ein sich von hinten an das Kraftfahrzeug annäherndes Fahrzeug blockiert ist oder nicht, und die Hilfseinrichtung bei einer entsprechenden Blockierung der Ausweichspur derart anzusteuern, dass die Erzeugung des Hinweislenkmoments verhindert oder abgebrochen wird. Hierzu kann mit der Sensoreinrichtung ein in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs hinter dem Kraftfahrzeug liegendes Umfeld und/oder ein seitliches Umfeld erfasst werden. Durch das Verhindern oder Abbrechen der Erzeugung des Hinweislenkmoments kann verhindert werden, dass der Fahrer mit einem Hinweislenkmoment dazu angeregt wird, dass Kraftfahrzeug auf die blockierte Ausweichspur zu lenken, was mit einem seitlichen Kollisionsrisiko verbunden wäre.
Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs wird ein momentanes Umfeld des Kraftfahrzeugs erfasst, wobei unter Berücksichtigung des momentanen Umfelds des Kraftfahrzeugs wenigstens eine freie Ausweichspur für das Kraftfahrzeug ermittelt wird, wobei unter Berücksichtigung des momentanen Umfelds des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, ob bei einer momentanen Fahrsituation ein Auffahrunfall bevorsteht, wobei bei einem bevorstehenden Auffahrunfall an einer Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs zumindest einmalig ein zeitweiliges Hinweislenkmoment erzeugt wird, mit dem die Lenkhandhabe um ein bestimmtes Ausmaß zeitweilig in eine Ausweichlenkrichtung verlagert wird, in welche die Lenkhandhabe zu verlagern ist, um das Kraftfahrzeug auf die freie Ausweichspur zu lenken, und wobei das Hinweislenkmoment derart erzeugt wird, dass eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs nicht oder nur unwesentlich durch das Hinweislenkmoment geändert wird.
Mit dem Verfahren sind die oben mit Bezug auf das Kraftfahrzeug genannten Vorteile entsprechend verbunden. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug gemäß einer der obengenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander zur Durchführung des Verfahrens verwendet werden. Insofern können vorteilhafte Ausgestaltungen des Kraftfahrzeugs vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sein, auch wenn hierauf im Folgenden nicht explizit hingewiesen wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden Lenkbewegungen der Lenkhandhabe erfasst, wobei die Erzeugung des Hinweislenkmoments abgebrochen wird, wenn während der Erzeugung des Hinweislenkmoments ein manueller Lenkeingriff erfasst wird oder wenn die Lenkhandhabe nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums nicht weitergehender in die Ausweichlenkrichtung verlagert worden ist. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs genannten Vorteile entsprechend verbunden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Größe des Hinweislenkmoments über die Zeit variiert. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs genannten Vorteile entsprechend verbunden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird ermittelt, ob die Ausweichspur durch ein neben dem Kraftfahrzeug fahrendes Fahrzeug oder durch ein sich von hinten an das Kraftfahrzeug annäherndes Fahrzeug blockiert ist oder nicht, wobei die Erzeugung des Hinweislenkmoments verhindert oder abgebrochen wird, wenn die Ausweichspur entsprechend blockiert ist. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs genannten Vorteile entsprechend verbunden.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in verschiedener Kombination miteinander einen weiterbildenden oder vorteilhaften Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug;
2 eine Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hinweislenkmoments;
3 eine Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hinweislenkmoments; und
4 eine Darstellung eines beispielhaften Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 befährt eine mittlere Fahrbahnspur 2, neben der zwei weitere Fahrbahnspuren 3 und 4 verlaufen. Auf der Fahrbahnspur 2 ist in der durch den Pfeil 5 angedeuteten Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 ein Hindernis 6 in Form eines auf der Fahrbahnspur 2 liegenden Objekts oder eines vorausfahrenden oder stehenden Fahrzeugs angeordnet.
Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Sensoreinrichtung 7 zum Erfassen eines momentanen Umfelds des Kraftfahrzeugs 1. Insbesondere ist mit der Sensoreinrichtung 7 das in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 vor dem Kraftfahrzeug 1 liegende Umfeld des Kraftfahrzeugs 1 erfassbar. Hierzu kann die Sensoreinrichtung 7 ein nicht gezeigtes System, beispielsweise in Form eines optischen Systems, eines Radar-Systems oder eines LiDAR-Systems, aufweisen.
Des Weiteren umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine Hilfseinrichtung 8 zum Erzeugen eines Lenkmoments an einer Lenkhandhabe 9 in Form eines Lenkrads des Kraftfahrzeugs 1. Die Hilfseinrichtung 8 kann durch einen nicht gezeigten Feedback-Aktuator eines aktiven Lenksystems, insbesondere eines Steer-by-Wire-Systems, oder durch ein nicht gezeigtes, lenkunterstützendes Aggregat einer Servolenkung ausgebildet sein.
Zudem umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine mit der Sensoreinrichtung 7 und der Hilfseinrichtung 8 verbundene Datenverarbeitungseinrichtung 10. Die Datenverarbeitungseinrichtung 10 kann durch Implementierung einer Software in eine bereits vorhandene Fahrzeugelektronik des Kraftfahrzeugs 1 oder als separate Baueinheit ausgebildet sein.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 10 ist eingerichtet, unter Berücksichtigung von Signalen der Sensoreinrichtung 7 wenigstens eine freie Ausweichspur für das Kraftfahrzeug 1 zu ermitteln. In der dargestellten Fahrsituation kann die Datenverarbeitungseinrichtung 10 ermitteln, dass sowohl die linke Fahrbahnspur 3, als auch die rechte Fahrbahnspur 4 eine freie Ausweichspur ist. Ein Ausweichen des Kraftfahrzeugs 1 auf eine dieser Ausweichspuren entsprechend den Pfeilen 11 bzw. 12 kann eine Kollision des Kraftfahrzeugs 1 mit dem Hindernis 6 verhindern.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 10 ist des Weiteren eingerichtet, unter Berücksichtigung von Signalen der Sensoreinrichtung 7 zu ermitteln, ob bei einer momentanen Fahrsituation eine Kollision mit dem vorausliegenden Hindernis 6 bevorsteht. Hierzu ermittelt die Datenverarbeitungseinrichtung 10 aus den Signalen der Datenverarbeitungseinrichtung 7 den momentanen Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Hindernis 6. Zudem werden der Datenverarbeitungseinrichtung 10 Fahrzustandsparameter, wie beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit, des Kraftfahrzeugs 1 zugeführt, die mittels einer nicht gezeigten Fahrzeugsensorik erfassbar sind. Aus diesen Informationen ermittelt die Datenverarbeitungseinrichtung 10, ob eine Kollision mit dem vorausliegenden Hindernis 6 bei der gegebenen Fahrsituation bevorsteht.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 10 ist zudem eingerichtet, die Hilfseinrichtung 8 bei einem bevorstehenden Auffahrunfall derart anzusteuern, dass die Hilfseinrichtung 8 an der Lenkhandhabe 9 zumindest einmalig ein zeitweiliges Hinweislenkmoment erzeugt, mit dem die Lenkhandhabe 9 um ein bestimmtes Ausmaß zeitweilig in eine Ausweichlenkrichtung verlagerbar ist, in welche die Lenkhandhabe 9 zu verlagern ist, um das Kraftfahrzeug 1 auf die freie Ausweichspur zu lenken. In der dargestellten Fahrsituation kann die Datenverarbeitungseinrichtung entscheiden, ob das Kraftfahrzeug 1 auf die linke Fahrbahnspur 3 oder die rechte Fahrbahnspur 4 ausweichen soll, und die Lenkhandhabe 9 mittels der Hilfseinrichtung 8 in die jeweilige Ausweichlenkrichtung und das vorgegebene Ausmaß verlagern. Die Hilfseinrichtung 8 erzeugt das Hinweislenkmoment derart, dass eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 nicht oder nur unwesentlich durch das Hinweislenkmoment geändert wird. Die Hilfseinrichtung 8 kann zudem eingerichtet sein, die Größe des Hinweislenkmoments über die Zeit zu variieren. Hierbei kann von der Hilfseinrichtung 8 das Hinweislenkmoment beispielsweise entsprechend 2 oder 3 erzeugt werden.
Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ferner eine mit der Datenverarbeitungseinrichtung 10 verbundene Sensoreinheit 13 zum Erfassen von Lenkbewegungen der Lenkhandhabe 9. Die Hilfseinrichtung 8 bricht die Erzeugung des Hinweislenkmoments ab, wenn über die Sensoreinheit 13 ein manueller Lenkeingriff eines Fahrers des Kraftfahrzeugs 1 erfasst wird oder wenn die Lenkhandhabe 9 nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums nicht weitergehender in die Ausweichlenkrichtung verlagert worden ist.
Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Sensoreinrichtung 16 zum Erfassen eines in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 hinter dem Kraftfahrzeug 1 liegenden Umfelds des Kraftfahrzeugs 1. Zudem umfasst das Kraftfahrzeug 1 zwei Sensoreinrichtungen 17 zum jeweiligen Erfassen eines seitlichen Umfelds des Kraftfahrzeugs 1. Die Sensoreinrichtungen 16 und 17 sind mit der Datenverarbeitungseinrichtung 10 verbunden. Die Sensoreinrichtung 16 bzw. 17 kann ein nicht gezeigtes System, beispielsweise in Form eines optischen Systems, eines Radar-Systems oder eines LiDAR-Systems, aufweisen.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 10 ist eingerichtet, unter Berücksichtigung von Signalen der Sensoreinrichtungen 16 und 17 zu ermitteln, ob die Ausweichspur durch ein neben dem Kraftfahrzeug 1 fahrendes Fahrzeug oder durch ein sich von hinten an das Kraftfahrzeug 1 annäherndes Fahrzeug blockiert ist oder nicht, und die Hilfseinrichtung 8 bei einer entsprechenden Blockierung der Ausweichspur derart anzusteuern, dass die Erzeugung des Hinweislenkmoments verhindert oder abgebrochen wird.
2 zeigt eine Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hinweislenkmoments. Es ist die Größe M des Hinweislenkmoments gegenüber der Zeit t aufgetragen. Das Hinweislenkmoment wird in dem Zeitraum t₂–t₁ in Form eines Wellenprofils 14 mit drei Wellenbergen erzeugt. Hierdurch wird die Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs dreimal hintereinander pulsierend in die Ausweichlenkrichtung verlagert.
3 zeigt eine Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hinweislenkmoments. Es ist die Größe M des Hinweislenkmoments gegenüber der Zeit t aufgetragen. Das Hinweislenkmoment wird in dem Zeitraum t₂–t₁ in Form eines Sägezahnprofils 15 mit drei Sägezähnen erzeugt. Hierdurch wird die Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs dreimal hintereinander pulsierend in die Ausweichlenkrichtung verlagert.
4 zeigt eine Darstellung eines beispielhaften Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs.
In Verfahrensschritt 100 wird ein momentanes Umfeld des Kraftfahrzeugs erfasst. Zudem wird unter Berücksichtigung des momentanen Umfelds des Kraftfahrzeugs wenigstens eine freie Ausweichspur für das Kraftfahrzeug ermittelt.
In Verfahrensschritt 200 wird unter Berücksichtigung des momentanen Umfelds des Kraftfahrzeugs ermittelt, ob bei einer momentanen Fahrsituation ein Auffahrunfall bevorsteht oder nicht. Ergibt diese Ermittlung, dass ein Auffahrunfall bevorsteht, wird in Verfahrensschritt 300 an einer Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs zumindest einmalig ein zeitweiliges Hinweislenkmoment erzeugt, mit dem die Lenkhandhabe um ein bestimmtes Ausmaß zeitweilig in eine Ausweichlenkrichtung verlagert wird, in welche die Lenkhandhabe zu verlagern ist, um das Kraftfahrzeug auf die freie Ausweichspur zu lenken, wobei das Hinweislenkmoment derart erzeugt wird, dass eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs nicht oder nur unwesentlich durch das Hinweislenkmoment geändert wird. Die Größe des Hinweislenkmoments kann über die Zeit variiert werden. Ergibt die Ermittlung in Verfahrensschritt 200, dass kein Auffahrunfall bevorsteht, wird kein entsprechendes Hinweislenkmoment in Verfahrensschritt 300 erzeugt.
In Verfahrensschritt 300 kann ermittelt werden, ob die Ausweichspur durch ein neben dem Kraftfahrzeug fahrendes Fahrzeug oder durch ein sich von hinten an das Kraftfahrzeug annäherndes Fahrzeug blockiert ist oder nicht, wobei die Erzeugung des Hinweislenkmoments verhindert oder abgebrochen wird, wenn die Ausweichspur entsprechend blockiert ist.
In Verfahrensschritt 400 werden Lenkbewegungen der Lenkhandhabe erfasst. Wird hierbei während der Erzeugung des Hinweislenkmoments ein manueller Lenkeingriff durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs erfasst, wird die Erzeugung des Hinweislenkmoments in Verfahrensschritt 500 abgebrochen. Wird hingegen in Verfahrensschritt 400 erfasst, dass die Lenkhandhabe nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums nicht weitergehender in die Ausweichlenkrichtung verlagert worden ist, wird die Erzeugung des Hinweislenkmoments in Verfahrensschritt 600 abgebrochen.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: mittlere Fahrbahnspur
3: linke Fahrbahnspur
4: rechte Fahrbahnspur
5: Pfeil (Fahrtrichtung)
6: Hindernis
7: Sensoreinrichtung
8: Hilfseinrichtung
9: Lenkhandhabe
10: Datenverarbeitungseinrichtung
11: Pfeil (Ausweichen nach links)
12: Pfeil (Ausweichen nach rechts)
13: Sensoreinheit
14: Wellenprofil
15: Sägezahnprofil
16: Sensoreinrichtung
17: Sensoreinrichtung
100: Verfahrensschritt
200: Verfahrensschritt
300: Verfahrensschritt
400: Verfahrensschritt
500: Verfahrensschritt
600: Verfahrensschritt
M: Größe des Hinweislenkmoments
t: Zeit
t₂–t₁: Zeitraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2323890 B1 [0004, 0005]

Claims

Kraftfahrzeug (1), aufweisend wenigstens eine Sensoreinrichtung (7, 16, 17) zum Erfassen eines momentanen Umfelds des Kraftfahrzeugs (1), wenigstens eine Hilfseinrichtung (8) zum Erzeugen eines Lenkmoments an einer Lenkhandhabe (9) des Kraftfahrzeugs (1), und wenigstens eine mit der Sensoreinrichtung (7, 16, 17) und der Hilfseinrichtung (8) verbundene Datenverarbeitungseinrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (10) eingerichtet ist, unter Berücksichtigung von Signalen der Sensoreinrichtung (7, 16, 17) wenigstens eine freie Ausweichspur für das Kraftfahrzeug (1) zu ermitteln, unter Berücksichtigung von Signalen der Sensoreinrichtung (7, 16, 17) zu ermitteln, ob bei einer momentanen Fahrsituation ein Auffahrunfall bevorsteht, und die Hilfseinrichtung (8) bei einem bevorstehenden Auffahrunfall derart anzusteuern, dass die Hilfseinrichtung (8) an der Lenkhandhabe (9) zumindest einmalig ein zeitweiliges Hinweislenkmoment erzeugt, mit dem die Lenkhandhabe (9) um ein bestimmtes Ausmaß zeitweilig in eine Ausweichlenkrichtung verlagerbar ist, in welche die Lenkhandhabe (9) zu verlagern ist, um das Kraftfahrzeug (1) auf die freie Ausweichspur zu lenken, wobei die Hilfseinrichtung (8) das Hinweislenkmoment derart erzeugt, dass eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (1) nicht oder nur unwesentlich durch das Hinweislenkmoment geändert wird.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens eine mit der Datenverarbeitungseinrichtung (10) verbundene Sensoreinheit (13) zum Erfassen von Lenkbewegungen der Lenkhandhabe (9), wobei die Hilfseinrichtung (8) die Erzeugung des Hinweislenkmoments abbricht, wenn über die Sensoreinheit (13) ein manueller Lenkeingriff erfasst wird oder wenn die Lenkhandhabe (9) nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums nicht weitergehender in die Ausweichlenkrichtung verlagert worden ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfseinrichtung (8) eingerichtet ist, die Größe des Hinweislenkmoments über die Zeit zu variieren.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (10) eingerichtet ist, unter Berücksichtigung von Signalen der Sensoreinrichtung (7, 16, 17) zu ermitteln, ob die Ausweichspur durch ein neben dem Kraftfahrzeug (1) fahrendes Fahrzeug oder durch ein sich von hinten an das Kraftfahrzeug (1) annäherndes Fahrzeug blockiert ist oder nicht, und die Hilfseinrichtung (8) bei einer entsprechenden Blockierung der Ausweichspur derart anzusteuern, dass die Erzeugung des Hinweislenkmoments verhindert oder abgebrochen wird.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), wobei ein momentanes Umfeld des Kraftfahrzeugs (1) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass unter Berücksichtigung des momentanen Umfelds des Kraftfahrzeugs (1) wenigstens eine freie Ausweichspur für das Kraftfahrzeug (1) ermittelt wird, dass unter Berücksichtigung des momentanen Umfelds des Kraftfahrzeugs (1) ermittelt wird, ob bei einer momentanen Fahrsituation ein Auffahrunfall bevorsteht, und dass bei einem bevorstehenden Auffahrunfall an einer Lenkhandhabe (9) des Kraftfahrzeugs (1) zumindest einmalig ein zeitweiliges Hinweislenkmoment erzeugt wird, mit dem die Lenkhandhabe (9) um ein bestimmtes Ausmaß zeitweilig in eine Ausweichlenkrichtung verlagert wird, in welche die Lenkhandhabe (9) zu verlagern ist, um das Kraftfahrzeug (1) auf die freie Ausweichspur zu lenken, wobei das Hinweislenkmoment derart erzeugt wird, dass eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (1) nicht oder nur unwesentlich durch das Hinweislenkmoment geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Lenkbewegungen der Lenkhandhabe (9) erfasst werden und dass die Erzeugung des Hinweislenkmoments abgebrochen wird, wenn während der Erzeugung des Hinweislenkmoments ein manueller Lenkeingriff erfasst wird oder wenn die Lenkhandhabe (9) nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums nicht weitergehender in die Ausweichlenkrichtung verlagert worden ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Hinweislenkmoments über die Zeit variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird, ob die Ausweichspur durch ein neben dem Kraftfahrzeug (1) fahrendes Fahrzeug oder durch ein sich von hinten an das Kraftfahrzeug (1) annäherndes Fahrzeug blockiert ist oder nicht, und dass die Erzeugung des Hinweislenkmoments verhindert oder abgebrochen wird, wenn die Ausweichspur entsprechend blockiert ist.