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Nachfolgend wird eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs mit einer fahrerbetätigbaren Geschwindigkeitssteuerung zum Einstellen der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und wenigstens einem Umfeldsensor zum Messen eines Abstands beschrieben.
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Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. Nahezu alle aktuellen Kraftfahrzeuge werden von Menschen gefahren. Zur Steuerung der Kraftfahrzeuge ist es in der Regel erforderlich, Richtung und Geschwindigkeit vorzugeben. Zur Eingabe weisen die Kraftfahrzeuge entsprechende Eingabemittel auf, die bei herkömmlichen Fahrzeugen meist als Pedale und Lenkräder, alternativ Lenkstangen, ausgebildet sind. Auch andere Eingabemittel, beispielsweise Joysticks, sind in einigen Kraftfahrzeugen bekannt, beispielsweise Spezialfahrzeugen.
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Des Weiteren werden Kraftfahrzeuge häufig mit Umfeldsensoren ausgestattet, die beispielsweise beim Einparken eine vergleichsweise genaue Einschätzung des Abstands des betreffenden Kraftfahrzeugs zu einem Objekt in der Umgebung ermöglichen. Diese Sensoren sind in der Regel genauer als eine menschliche Einschätzung des Abstandes. Solche Sensoren sind häufig als Ultraschallsensoren ausgebildet, die im hinteren und/oder vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Entsprechende Sensoren sind häufig in Stoßfängern des Kraftfahrzeugs integriert. Trotzdem kann eine unachtsame Betätigung des Kraftfahrzeugs eine Ursache für Parkrempler sein, da die entsprechend feinfühlige Betätigung nach wie vor Aufgabe des Fahrers bleibt.
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Aus der
DE 10 2010 030 486 A1 ist ein Verfahren zum halbautomatischen Einparken eines Kraftfahrzeugs bekannt, das ein Einparksystem aufweist, wobei bei dem Einparkvorgang des Kraftfahrzeugs ein Parklückenvermessungssystem des Kraftfahrzeugs eine Parklücke vermisst, ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs auf der Basis der Messdaten des Parklückenvermessungssystems eine Trajektorie berechnet und der Einparkvorgang zum Abfahren der berechneten Trajektorie durch Betätigung des Gaspedals des Kraftfahrzeugs aktiviert und mittels einer Steuer- und/oder Regelungseinrichtung während der Betätigung des Gaspedals definiert in die Parklücke bewegt wird, wobei das Kraftfahrzeug eine bestimmte Grenzgeschwindigkeit nicht überschreitet.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass ein solcher automatischer Einparkvorgang nur unter guten Umständen funktioniert und dass viele Parklücken, die ein menschlicher, erfahrener Fahrer zum Parken in Betracht ziehen würde, von dem System nicht als ausreichend bewertet werden. Die Akzeptanz und praktische Anwendbarkeit entsprechender Systeme ist damit vergleichsweise gering. Des Weiteren ist eine manuelle Aktivierung des automatischen Parkmodus erforderlich, bevor das System arbeitet.
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Es ist somit eine Aufgabe, Vorrichtungen der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die Gefahr von Parkremplern reduziert wird.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10. Weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die nachfolgend beschriebene Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs weist eine fahrerbetätigbare Geschwindigkeitssteuerung zum Einstellen der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf. Eine solche fahrerbetätigbare Geschwindigkeitssteuerung besteht bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen in aller Regel aus einem Gaspedal, manchmal auch aus einem Gashebel oder aus anderen Eingabemitteln, z. B. einen Joystick. Das Einstellen der Geschwindigkeit funktioniert üblicherweise über eine Vorgabe eines Motormoments oder einer Motorleistung über das fahrerbetätigbare Eingabemittel der Geschwindigkeitssteuerung. Die damit erreichbare Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit hängt dann von einer Reihe anderer Faktoren ab, beispielsweise einer Motorübersetzung sowie von Fahrtwiderständen, die beispielsweise durch Steigung, Karosserieform, Gewicht und weiteren Faktoren beeinflusst wird.
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Des Weiteren ist wenigstens ein Umfeldsensor zum Messen eines Abstands zu einem Umgebungsobjekt vorhanden. Ein solcher Umfeldsensor oder eine Mehrzahl solcher Umfeldsensoren können einen Bereich vor, hinter und/oder neben dem Kraftfahrzeug überwachen und Umgebungsobjekte in den überwachten Bereichen feststellen. Bei Feststellen von Umgebungsobjekten kann der Abstand zwischen den Objekten und dem Kraftfahrzeug gemessen werden. Dies kann, abhängig von dem Funktionsprinzip des Umfeldsensors, auf verschiedene Weisen erfolgen, beispielsweise durch Verwendung von Dopplerprinzipien. Je nach Prinzip können die Umfeldsensoren in einem vorderen und/oder hinteren Endbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
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Des Weiteren ist eine Gaskennliniensteuerung vorgesehen, die mit der Geschwindigkeitssteuerung und dem wenigstens einen Umfeldsensor gekoppelt ist. Die Gaskennliniensteuerung kann beispielsweise in Form eines Steuergeräts implementiert sein, das die Stellung des fahrerbetätigbaren Geschwindigkeitssteuerungseingabemittels in entsprechende Steuerbefehle zur Steuerung des Motors übersetzt. Eine solche Umsetzung der Eingabe in eine Motorsteuerung kann beispielsweise über eine Steuerung einer Einspritzmenge an Kraftstoff erfolgen.
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Eine zusätzliche Kopplung des Umfeldsensors an die Gaskennliniensteuerung ermöglicht, Informationen aus dem Abstand zu einem Umgebungsobjekt in die Gaskennliniensteuerung einfließen lassen zu können. Dies kann dazu verwendet werden, um das Kraftfahrzeug und/oder dessen Motor in Abhängigkeit von dem Abstand zum Umgebungsobjekt so zu steuern, dass beispielsweise das Risiko eines Remplers mit dem Umgebungsobjekt reduziert ist.
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Die Kopplung zwischen Gaskennliniensteuerung und Umfeldsensor kann mittelbar erfolgen. So kann für den oder die Umfeldsensoren ein eigenes Steuergerät vorgesehen sein, das seinerseits mit der Gaskennliniensteuerung gekoppelt ist und dieser entsprechende Abstandsinformationen zusenden kann. Die Abstandsinformationen können ihrerseits codiert sein.
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Eine erste mögliche weiterführende Ausgestaltung sieht vor, dass die Gaskennliniensteuerung dazu eingerichtet ist, eine Gaskennlinienabhängigkeit vom Abstand zum Umgebungsobjekt einzustellen. So kann die Korrelation zwischen Abstand und Umgebungsobjekt bestimmten Regeln folgen, die die Sicherheit der Betätigung des Kraftfahrzeugs steigern.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Gaskennliniensteuerung dazu eingerichtet sein, die Gaskennlinie mit abnehmendem Abstand zum Umgebungsobjekt zu reduzieren. Die Reduzierung der Gaskennlinie bedingt eine Verringerung des maximal abrufbaren Motormoments oder der vergleichbaren Kenngrößen und eine Spreizung des verbleibenden, abrufbaren Motormoments auf den vorhandenen Pedalweg. Somit kann, wenn das Kraftfahrzeug immer dichter an das Umgebungsobjekt herankommt, die Kennlinie so weit abgesenkt werden, dass bei gleichbleibender Gaspedalstellung das Kraftfahrzeug immer langsamer fährt. Dem Fahrer des Kraftfahrzeugs bleibt im Rahmen dieser Ausgestaltung immer noch die Möglichkeit, die Geschwindigkeit nach seinen Wünschen anzupassen und entsprechend langsam zu fahren, eine große Beschleunigung oder das Einstellen einer großen Geschwindigkeit ist jedoch aufgrund der reduzierten Gaskennlinie nicht möglich. Dadurch sinkt die maximal mögliche einstellbare Beschleunigung und Geschwindigkeit und damit das Risiko einer unbeabsichtigten Kollision eines entsprechend ausgerüsteten Kraftfahrzeugs mit dem Umgebungsobjekt.
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In manchen Ausgestaltungen kann eine Kopplung der Gaskennliniensteuerung mit einer Bremse vorgesehen sein. Mit Hilfe der Bremse kann im Falle eines Fahrens auf ein Umgebungsobjekt zu ein aktives Verringern der Grenzgeschwindigkeit erreicht werden.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der hier beschriebenen Vorrichtung kann die Gaskennliniensteuerung dazu eingerichtet sein, in der Gaskennlinie einen Faktor des maximalen Motormoments zu bestimmen, wobei ein Quotient aus Abstand zum Umgebungsobjekt und dem Faktor konstant bleibt. Auf diese Weise kann die Grenzgeschwindigkeit bei Annäherung an das Umgebungsobjekt bei gleichbleibender Betätigung des Eingabemittels der fahrerbetätigbaren Geschwindigkeitssteuerung immer weiter herabgesetzt werden. Die Steuerung des Kraftfahrzeugs durch einen Fahrer wird dadurch erleichtert.
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Ein weiterer möglicher Aspekt der hier beschriebenen Vorrichtung sieht vor, dass ein Getriebesensor mit der Gaskennliniensteuerung gekoppelt ist, der zur Erkennung der eingelegten Getriebestufe ausgebildet ist. Mit Hilfe des Getriebesensors kann eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs erkannt werden und somit die Relevanz eines von einem Umfeldsensor erfassten Umgebungsobjekts für die Durchführung einer Beeinflussung der Gaskennliniensteuerung. Fährt das Kraftfahrzeug gemäß Getriebesensor in die entgegengesetzte Richtung, ist eine Anpassung der Gaskennliniensteuerung nicht unbedingt erforderlich.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegend beschriebenen Vorrichtung sieht vor, dass der wenigstens eine Umfeldsensor ein Radar, ein Lidar, ein Ultraschallsensor oder eine Kamera ist. Auch eine Kombination verschiedener Sensorprinzipien kann vorgesehen sein. Entsprechende Sensortechnologien werden bereits heute erfolgreich in Kraftfahrzeugen eingesetzt und haben sich als zuverlässig herausgestellt. Die Häufigkeit der Verwendung entsprechender Sensoren erlaubt zudem, die entsprechende Vorrichtung kostengünstig auszugestalten.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung kann ein Lenkwinkelsensor mit der Gaskennliniensteuerung gekoppelt sein. Mit Hilfe eines Lenkwinkelsensors kann erkannt werden, ob ein Kollisionsrisiko mit dem Umgebungsobjekt besteht oder nicht. Sofern keine Kollisionsgefahr besteht, ist eine Reduktion der Gaskennlinie nicht erforderlich.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Geschwindigkeitssteuerung eine Stellung des entsprechenden Eingabemittels aufweisen, das zur Herstellung einer maximalen Gaskennlinie dient. Diese Stellung kann beispielsweise durch einen durch höhere Betätigungskraft zu überwindenden Widerstand für den Fahrer spürbar von dem üblichen Steuerweg abgegrenzt sein. Diese Abgrenzung stellt sicher, dass ein Fahrer nicht versehentlich die betreffende Stellung erreicht und mit herkömmlicher Gaskennlinie auf das Umgebungsobjekt zu beschleunigt. Auf der anderen Seite kann durch diese Ausgestaltung der Vorrichtung ein Notfallmanöver eingeleitet werden, welches möglicherweise wichtiger ist als eine Kollision mit dem Umgebungsobjekt zu verhindern.
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Ein weiterer möglicher Aspekt der Vorrichtung sieht eine Warnvorrichtung vor, um den Fahrer vor einer Kollision mit dem Umgebungsobjekt warnen zu können. Eine solche Warnvorrichtung kann beispielsweise akustische, optische oder eine Kombination aus akustischer und optischer Warnmittel vorsehen. Solche Warnmittel können beispielsweise bereits im Kraftfahrzeug eingesetzte akustische und/oder optische Mittel wie Lautsprecher oder Anzeigen mitverwenden.
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Ein erster unabhängiger Gegenstand betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung der zuvor beschriebenen Art. Ein entsprechendes Kraftfahrzeug kann dazu beitragen, das Risiko von Remplern mit nahegelegenen Umgebungsobjekten durch Anpassung einer Gaskennlinie zu verringern.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen schematisch:
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1 eine schematische Draufsicht auf ein entsprechendes Kraftfahrzeug;
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2 eine Einparksituation eines Kraftfahrzeugs zwischen anderen Kraftfahrzeugen sowie
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3 eine mögliche Gaskennlinie in Abhängigkeit vom Abstand zu einem Umgebungsobjekt.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 2.
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Das Kraftfahrzeug 2 weist eine Vorrichtung zur Steuerung des Kraftfahrzeugs 4 (gestrichelt umrahmt) auf. Die Vorrichtung 4 dient zur Anpassung einer maximal möglichen Geschwindigkeit bzw. einer maximal möglichen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 2 in Abhängigkeit von einem in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 2 befindlichen Objekt.
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Die Vorrichtung 4 weist ein Gaspedal 6 auf, das von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 2 zur Geschwindigkeitssteuerung betätigt wird. Das Gaspedal 6 ist mit einer Gaskennliniensteuerung 8 gekoppelt. Die Gaskennliniensteuerung 8 kann mit einem nicht dargestellten Motor zusammenwirken. Die Gaskennliniensteuerung 8 kann Teil einer Motorsteuerung sein.
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Im vorderen Bereich sind Ultraschallsensoren 10 sowie ein Radar 12 zur Erfassung von in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 2 befindlichen Objekten vorgesehen. Im hinteren Bereich sind Ultraschallsensoren 14 vorgesehen. Mit Hilfe der Sensoren 10, 12, 14 kann der Bereich vor und hinter dem Kraftfahrzeug 2 und teilweise der Bereich seitlich des Kraftfahrzeugs 2 erfasst werden. In anderen alternativen Ausgestaltungen können auch im Seitenbereich des Kraftfahrzeugs 2 entsprechende Sensoren vorgesehen werden. Die Sensoren 10, 12, 14 können beispielsweise in Stoßfängern des Kraftfahrzeuges 2 integriert sein. Der Radarsensor 12 kann auch hinter einem Kühlergrill des Kraftfahrzeuges 2 angeordnet sein.
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Die Sensoren 10, 12, 14 sind mit der Gaskennliniensteuerung 8 verbunden. In 1 ist eine direkte Verbindung dargestellt, eine mittelbare Verbindung über ein entsprechendes eigenes Steuergerät für die jeweiligen Sensoren ist ebenfalls denkbar.
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Im Innenraum des Kraftfahrzeugs 2 ist des Weiteren ein Lautsprecher 16 vorgesehen. Der Lautsprecher 16 ist mit der Gaskennliniensteuerung 8 verbunden. Der Lautsprecher 16 erlaubt eine akustische Warnung in Abhängigkeit von dem Abstand des Kraftfahrzeugs von einem Umgebungsobjekt. Der Lautsprecher kann Informationen betreffend den Abstand des Kraftfahrzeuges 2 vom Umgebungsobjekt auf unterschiedliche Weise codieren. Beispielsweise kann die Tonhöhe mit dem Abstand moduliert werden, die Lautstärke kann geändert werden oder die Frequenz der Abgabe von Warntönen. So kann die Frequenz der Abgabe von Warntönen bis hin zu einem Dauerton mit abnehmendem Abstand immer weiter erhöht werden, z. B. bis hin zum Dauerton bei unmittelbar bevorstehender Kollision.
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Des Weiteren ist ein Getriebesensor 18 vorgesehen. Der Getriebesensor 18 dient zum Erkennen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 2 und damit zur Beurteilung der Relevanz von entsprechenden Informationen, betreffend das Umgebungsobjekt, und ob sich das Kraftfahrzeug 2 auf das Umgebungsobjekt zu oder von diesem weg bewegt.
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Zudem ist ein Lenkwinkelsensor 20 vorgesehen. Der Lenkwinkelsensor 20 erlaubt die Beurteilung der Kollisionsgefahr mit einem Umgebungsobjekt. So kann sich ein Umgebungsobjekt zwar in der Nähe des Kraftfahrzeuges 2 befinden, aufgrund des Lenkwinkels ist eine Kollision jedoch nicht zu befürchten.
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2 zeigt eine typische Einparksituation.
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Das Kraftfahrzeug 2 befindet sich in einer Lücke zwischen zwei weiteren Kraftfahrzeugen 22, 24. Das Kraftfahrzeug 2 fährt, wie durch den Pfeil dargestellt ist, auf das vordere Kraftfahrzeug 24 zu. Zum Zeitpunkt der Darstellung aus 2 beträgt der Abstand zum vorderen Kraftfahrzeug dv, der zum hinteren Kraftfahrzeug dh.
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Mit Hilfe der Abstandssensoren 10, 12, 14 werden die Abstände dv und dh gemessen. Mit Hilfe des Getriebesensors 18 sowie des Lenkwinkelsensors 20 wird des Weiteren erkannt, dass das Kraftfahrzeug 2 auf das Kraftfahrzeug 24 mit Motorkraft zufährt. Somit kann die Gaskennlinie entsprechend angepasst werden, sodass die maximal mögliche Geschwindigkeit der Annäherung des Kraftfahrzeugs 2 an das Kraftfahrzeug 24 bzw. die maximal mögliche Beschleunigung des Kraftfahrzeuges 2 immer geringer wird und das Risiko einer Kollision mit einer Geschwindigkeit, die einen größeren Schaden hervorrufen kann, reduziert ist.
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Gegebenfalls kann zur Anpassung der Geschwindigkeit auch ein automatischer Bremseingriff stattfinden.
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3 zeigt eine Gaskennlinie 26, wie sie von der Gaskennliniensteuerung 8 implementiert sein kann.
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Auf der Abszisse ist der Abstand D des Kraftfahrzeugs 2 von einem Umgebungsobjekt, auf der Ordinate ein Faktor F ein Gaskennlinienfaktor. Bei Abständen größer als einem Grenzabstand dg beträgt der Gaskennlinienfaktor F1, das heißt, das volle zur Verfügung stehende Motormoment kann über das Gaspedal 6 abgerufen werden.
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Unterhalb des Grenzabstands dg sinkt der Gaskennlinienfaktor F linear ab, sodass bei Kontakt nur noch eine sehr geringe oder gar keine Geschwindigkeit mehr möglich ist. Bei einem Abstand von 0 kann F noch größer als 0 sein. Das zur Verfügung stehende Motormoment sinkt immer weiter ab und damit die mögliche Grenzgeschwindigkeit, die das Kraftfahrzeug erreichen kann. Die konstante Steigung stellt einen linearen Zusammenhang zwischen Abstand und Gaskennlinienfaktor F her.
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Ein linearer Verlauf der Gaskennline 26 ist nicht zwangsläufig erforderlich. Statt eines linearen Zusammenhangs können andere Zusammenhänge angegeben sein.
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Zudem können weitere Umgebungsfaktoren in der Gaskennlinie 26 berücksichtigt werden, z. B. eine Steigung an der Einparkstelle, um sicherzustellen, dass das abrufbare Motormoment ausreicht, das Kraftfahrzeug 2 zu bewegen.
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Obwohl der Gegenstand im Detail durch Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kraftfahrzeug
- 4
- Vorrichtung zur Steuerung des Kraftfahrzeuges
- 6
- Gaspedal
- 8
- Gaskennliniensteuerung
- 10
- Ultraschallsensor
- 12
- Radar
- 14
- Ultraschallsensor
- 16
- Lautsprecher
- 18
- Getriebesensor
- 20
- Lenkwinkelsensor
- 22
- Kraftfahrzeug
- 24
- Kraftfahrzeug
- 26
- Kennlinie
- d
- Abstand
- dv
- Abstand zum vorderen Kraftfahrzeug
- dh
- Abstand zum hinteren Kraftfahrzeug
- dg
- Grenzabstand
- F
- Gaskennlinienfaktor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010030486 A1 [0004]
