DE102004037946B4

DE102004037946B4 - Überrollschutzsystem

Info

Publication number: DE102004037946B4
Application number: DE200410037946
Authority: DE
Inventors: Günter Fendt; Reinhard Helldörfer
Original assignee: Günter Fendt
Current assignee: FENDT, GUENTER, DE; GUENTER FENDT, DE
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: DE102004037946A1

Abstract

Überrollschutzsystem (10) mit einem vorausschauenden System zur Erkennung von Grenzsituationen eines Fahrzeugs (8) unter Berücksichtigung von Fahrmanövern und/oder von Fahrsituationen, die zum Überrollen eines Fahrzeugs (8) führen könnten, bestehend aus mindestens – eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) zur Eingabe/Steuerung der Fahrtrichtung, – einem Lenkmechanismus (3) zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbarer Räder (4), – einem Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssystem (9), – einem Fahrbahnüberwachungssystem (7), und – einer elektronischen Umsetzeinheit (5), wobei in Abhängigkeit von den Informationen des Fahrbahnüberwachungssystems (7) und einem Grenzwert (g), der in Abhängigkeit von einer ein Umkippen des Fahrzeugs (8) bewirkenden Fliehkraft gebildet wird, bei einem bevorstehenden möglichem Überschreiten des Grenzwerts (g) die Geschwindigkeit (v) und/oder Beschleunigung (a) des Fahrzeugs (8) beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung/Umsetzung einer vom Fahrzeuglenker gewünschten Beschleunigung (a) des Fahrzeugs (8) während der Kurvenfahrt nur dann in dem vom Fahrzeugführer gewünschtem Maße erfolgt, wenn die Beschleunigung (a) nicht...

Description

Die Erfindung betrifft ein Überrollschutzsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein damit ausgestattetes Fahrzeug.
Um die Sicherheit für Verkehrsteilnehmer im Straßenverkehr zu verbessern, wurden in den letzten Jahren verstärkt Überrollschutzsysteme und Abstandswarnsysteme/Hinderniswarnsystem entwickelt, welche die Aufgabe haben, eine drohende oder unvermeidbare Fahrzeugkollision/Crashsituation zu erkennen, und in Abhängigkeit davon gegebenenfalls die Insassenschutzsysteme derart zu beeinflussen/steuern, dass eine optimale Schutzwirkung der irreversiblen Schutzeinrichtungen (z. B. pyrotechnische Airbagauslösung) für den/die Fahrzeuginsassen gewährleistet wird.
Aus verschiedenen Schriften sind bereits Überrollschutzsysteme und Abstandswarnsysteme/Hinderniswarnsystem für Fahrzeuge bekannt, welche dieses Themengebiet/diesen Entwicklungstrend, sowie eine mögliche für das System erforderliche Lenkvorrichtung, näher beschreiben.
Aus der DE 100 18 191 A1 ist beispielsweise eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, bei welcher ein Lenkmechanismus für die Richtungsänderung der Räder nicht mechanisch mit dem Lenkrad verbunden ist. Hierbei wird ein auf das Lenkrad aufgebrachtes Lenkdrehmoment erhalten und ein in dem Lenkmechanismus vorgesehener Elektromotor entsprechend dem berechnetem Lenkdrehmoment angetrieben und gesteuert, wodurch ein Lenkwinkel vergrößert oder verkleinert wird. Ein Lenkvorgang eines Fahrzeugs erfolgt hierbei durch das Betätigen einer Lenkvorrichtung im Fahrgastraum, durch Übertragung einer Drehung des Lenkrads auf den Lenkmechanismus, der zum Führen der Räder außerhalb des Fahrgastraums angeordnet ist.
Aus der EP 1 089 898 B1 ist eine Vorrichtung, zum Ermitteln einer zu einem Überrollvorgang führenden kritischen Winkellage eines Fahrzeugs, bekannt, bei welcher ein oder mehrere Drehratensensoren die Drehrate des Fahrzeugs um seine Längsachse und/oder Querachse messen und dann durch Integration der gemessenen Drehrate der Wankrate um die Fahrzeuglängsachse und/oder der Nickwinkel um die Fahrzeugquerachse bestimmt wird, um daraus durch Schwellenwertentscheidung eine kritische Winkellage erkennen zu können.
Aus der DE 100 25 260 A1 ist ein Verfahren zur Detektion von Überrollvorgängen bei Kraftfahrzeugen mit Sicherheitseinrichtungen, bekannt, bei welchem ausgehend von der Initiallage des Fahrzeugs angebenden Anfangslagewinkel, das integrierte Drehratensignal – als Drehwinkel – hinzuaddiert wird, so dass der zum augenblicklichen Neigungswinkel proportionale Wert mit einer drehratenabhängigen Auslöseschwelle verglichen werden kann. Wird hierbei diese Auslöseschwelle von dem Summenwert überschritten, erfolgt eine Auslösung der Sicherheitseinrichtung.
Aus der DE 100 19 418 A1 ist eine Anordnung zur Klassifikation von verschiedenen Fahrmanövern, bekannt, bei diesem zwischen verschiedenen charakteristischen Fahrmanövern unterschieden werden kann, so dass für jede Klasse von Fahrmanövern ein spezieller Auslösealgorithmus von Rückhalteeinrichtungen initiiert werden kann.
Aus der DE 101 18 062 C2 ist ein Verfahren zum Erkennen von Überrollvorgängen bei einem Kraftfahrzeug und Auslösen von entsprechenden Rückhaltemitteln, bekannt, bei diesem die Drehrate des Fahrzeugs um mindestens eine Drehachse, insbesondere seiner Langsachse und/oder seiner Querachse, mit Hilfe mindestens eines Drehratensensors erfasst und ausgewertet wird, wobei neben der Drehrate die Translationsbeschleunigung des Fahrzeugs in mindestens einer Richtung erfasst und bei der Auswertung der erfassten Drehrate berücksichtigt wird, wobei sowohl die Translationsbeschleunigung in longtudionaler Fahrzeugrichtung als auch in lateraler Fahrzeugrichtung berücksichtigt werden.
Aus der EP 0 950 583 A1 ist ein Verfahren zur Anpassung einer Auslöseschwelle von Insassenschutzeinrichtungen, bekannt, bei welchem mittels eines Precrash-Sensors die Änderung der Relativgeschwindigkeit und/oder des Relativabstandes von Objekten innerhalb eines vorgegebenen Nahbereichs der Fahrzeugumgebung registriert und in Abhängigkeit davon die Auslöseschwelle variiert wird, wobei hierbei die Variation der Auslöseschwelle, um unerwünschte bzw. frühzeitige Auslösungen zu vermeiden, zusätzlich mittels eines weiteren Sensorsignals abgesichert wird.
Aus der DE 101 40 096 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines aktiven Hinderniswarnsystems, bekannt, welches zur Messung des Abstandes zu einem Hindernis modulierte Lichtwellen aussendet und anhand der Laufzeit des reflektierten Lichtanteils den Abstand zum Hindernis bestimmt.
Aus der DE 195 12 644 A1 ist ein optisches Abstandswarngerät, zur Vermeidung einer Kollision eines Kraftfahrzeugs, bekannt, mittels diesem auch der Straßenverlauf bzw. die Kurven im Straßenverlauf erkannt werden, und in Abhängigkeit davon, die Sendefrequenz der entsprechenden Abtaststrahlen erhöht wird, um eine entsprechende Auflösung in den kritischeren Bereichen der Kurve zu erlangen.
All die obigen gewürdigten Überrollschutzsysteme bzw. Fahrbahnüberwachungssystem, beschreiben reagierende Fahrzeugschutzeinrichtungen, bei diesen der Aspekt der konkreten Erkennung, bzw. der daraus resultierenden Aktionen (Auslösung der Insassenschutzeinrichtungen/Veränderung der Abtastfrequenz), im Falle einer auftretenden Störgröße/Unfallereignisses im Vordergrund steht.
Die mittels den Überrollschutzsysteme erreichbaren Vorteile, liegen insbesondere, wie diese in den gewürdigten Schriften angeführt sind, in der korrekten Erkennung und der damit verbundenen Bereitstellung der Insassenschutzeinrichtungen, bei einer bereits stattfinden Gefahrensituation/Unfallsituation, damit eine optimale Anwendung der irreversiblen Schutzeinrichtungen (z. B. pyrotechnische Airbagauslösung) gewährleistet werden kann.
Keine dieser Schriften offenbart den erfindungsgemäßen Gedanken, dass mittels einer Weiterentwicklung der bekannten Überrollsystemen, hinsichtlich einem agierenden (vorrausschauendem) Funktionsverhalten anstatt einem bisherigen reagierendem (Auslösen der Insassenschutzeinrichtungen im Notfall) Funktionsverhalten, eine Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder Erhöhung der Bediensicherheit/Fahrsicherheit und/oder Unfallvermeidung erreicht werden kann.
Ebenso offenbart keine dieser Schriften das dazugehörende erfindungsgemäße Verfahren, dass bei Erkennung einer gefährlichen drohenden Grenzwertsituation, automatisch eine Ausführung der vom Fahrer gewünschten/initiierten Aktion, aktiv verhindert wird, oder aktiv eine Kompensationsmaßnahme zur Reduzierung der drohenden Grenzwertsituation durchgeführt wird, indem die Ausführung/Umsetzung einer vom Fahrzeuglenker gewünschten Beschleunigung des Fahrzeugs abhängig gemacht wird und/oder die gewünschte eingestellte Soll-Geschwindigkeit und/oder momentan vorliegende Ist-Geschwindigkeit beeinflusst wird.
In Ergänzung zu den oben gewürdigten Schriften sind noch weitere Schriften bezüglich zum Stand der Technik zu nennen, welche in Bezug zur vorliegenden Erfindung als nächstliegender Stand der Technik betrachtet werden können.
Aus der Schrift DE 199 62 549 C1 ist ein Verfahren und ein Bremssystem zur Durchführung eines automatischen Bremsvorgangs in einem Fahrzeug bekannt, bei diesem zur Erhöhung der Sicherheit bei Kurvenfahrten die aktuelle Kurvenkrümmung ermittelt wird und in Abhängigkeit davon entschieden wird, ob die aktuelle Fahrzeuglängsgeschwindigkeit zu groß ist, wobei bei einer überhöhten Fahrzeuglängsgeschwindigkeit dann die Soll-Längsbeschleunigung derart bestimmt wird, dass der maximale Querabstand des Fahrzeugs zur Fahrspurmitte minimiert ist.
Aus der Schrift EP 11 10 834 A2 ist ein Fahrzeugstabilitäts-System für Fahrzeuge bekannt, bei diesem mittels einer Vielzahl von Sensoren die dynamischen Parameter des Fahrzeugs erfasst werden, um letztendlich eine bessere Fahrstabilität zu erlangen.
Die DE 103 53 320 A1 beschreibt für den Fall, dass während einer Kurvenfahrt die Fahrzeug-Geschwindigkeit niedriger als eine maximal zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit (abhängig von Fahrzeug und Umgebungsparametern [0013]) ist, eine maximal zulässige Beschleunigung, welche in Abhängigkeit des gewünschten Fahrkomforts vorgegeben ist und einen festen, das heißt von den Fahrzeug und Umgebungsparametern unabhängigen Wert besitzt (vgl. insbesondere [0079]–[0081] und [0090]–[0095]).
Die DE 102 25 892 A1 bestimmt eine maximal zulässige Kurvengeschwindigkeit mittels eines Fliehkraft basierten Gleichgewichts. Während der Kurvenfahrt wird ein Überschreiten der maximal zulässigen Kurvengeschwindigkeit verhindert (vgl. Anspruch 1). Eine Beeinflussung der maximal zulässigen Beschleunigung erfolgt nicht.
Ein Nachteil bei all diesen (weiteren) Schriften ist jedoch darin zu sehen, dass bei allen diesen Schriften, Systeme bzw. Verfahren/eine Verwendung von Vorrichtungen offenbart werden, mittels diesen eine gewisse Schutzwirkung erreicht wird, wobei jedoch keine der Schriften näher offenbart, wie diese Schutzwirkung exakt erzielt wird, da dieser Schutz (die Ermittlung von exakten Eingriffsgrenzen) letztendlich als irgendwie lösbar/machbar angenommen wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Überrollschutzsystem zur vorausschauender Klassifikation von verschiedenen Fahrmanövern und/oder vorausschauender Analyse von Fahrsituationen, die zum Überrollen eines Fahrzeugs führen könnten, zu schaffen, damit eine Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder Erhöhung der Bediensicherheit/Fahrsicherheit und/oder Unfallvermeidung erreicht wird.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Überrollschutzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen.
Auf die einzelnen Funktionsprinzipien der bereits angesprochenen Basislösungen wird in dem nachfolgendem erfindungsgemäßem Ausführungsbeispiel nicht mehr näher eingegangen, da das jeweilige Funktionsprinzip bzw. der Inhalt der jeweiligen Schriften, durch den Verweis in vollem Umfang als aufgenommen gilt, bzw. als Stand der Technik betrachtet werden kann.
Der Einfachheit halber werden nachfolgend z. T. nur einzelne Begriffe verwendet, wobei zu beachten ist, das hierbei natürlich auch die für ein System erforderlichen, umgebenden Komponenten zu verstehen bzw. inbegriffen/einzubeziehen sind. Beispielsweise sei hier das Fahrbahnüberwachungssystem (7) genannt, welches als Überbegriff für alle möglichen technischen Wirkprinzipien (z. B. optisch, akustisch, elektromagnetische Wellen, GPS-basiert) steht, sowie die dazugehörenden „Komponenten” (z. B. Sender, Empfänger, Abtaststrahl, am Objekt reflektierte „physikalische Einheit”, GPS-Empfänger, Karteninformationsmaterial) umfasst.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der 1 bis 2 näher erläutert werden. Es sei bemerkt, dass der Einfachheit halber in der Figurbeschreibung meist nur der Überbegriff eines als Vertreter genannten Systems verwendet wird. Selbstverständlich sind darunter ebenso auch andere Systeme, mit vergleichbarem Funktionsprinzip bzw. Einrichtungen mit sinngemäßen Funktionen, zu verstehen.
Es zeigen
1: Eine prinzipielle mögliche Realisierung eines Überrollschutzsystems (10).
2a, 2b: Eine Darstellung eines möglichen Kennlinienfeldes (53), aus dieses die maximale zulässige Geschwindigkeit (v_max) als Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3), sowie des Grenzwertes (g) bzgl. der maximal zulässigen/entstehenden Fliehkraft ersichtlich ist, sowie weitere Detaildarstellungen als annäherndes Berechnungsbeispiel.
1 zeigt eine prinzipielle mögliche Realisierung eines Überrollschutzsystems (10), basierend auf Komponenten eines Drive-by-Wire-Lenksystems (1).
Das Überrollschutzsystems (10) besteht im einfachstem Falle, je nach dem um welche Art/Komfortstufe von Überrollschutzsystems (10) es sich handelt, aus mindestens eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), vorzugsweise in Form eines Lenkrades und/oder einer Steuerhebels ausgebildet, zur Eingabe/Steuerung der Fahrtrichtung, und einem Lenkmechanismus (3) zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/Räder (4), zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung, wobei die funktionale Verbindung zwischen der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und dem Lenkmechanismus (3) nicht durch eine mechanische Verbindung gegeben ist, sondern von einer elektronischen Umsetzeinheit (5)/Lenkungssteuerung/Lenkungsregelung gebildet wird, indem die elektronische Umsetzeinheit (5), die Eingangsgröße von der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) stammend, in eine Ausgangsgröße zur Steuerung/Regelung des Lenkmechanismus (3), gegebenenfalls unter Berücksichtigung von zusätzlichen Eingangsgrößen/Eingangsinformationen, umsetzt, wodurch eine Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder eine Erhöhung der Bediensicherheit zustande kommt, indem ein situationsangepasstes Übersetzungsverhältnis bzw. nichtlinearer und/oder nichtkonstanter Zusammenhang, zwischen der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und des Lenkmechanismus (3), gebildet/ermöglicht wird. Zur Umsetzung eines situationsangepasstem Übersetzungsverhältnis, können neben der Fahrzeugbewegungsrichtung (Gangstellung/Getriebegangstellung/Vorwärts-/Rückwärtsgang), zusätzliche Einflussgrößen mitverarbeitet werden, wie beispielsweise, die Auslenkung bzw. der Drehwinkel der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), der Zustand der Fahrbahnbeschaffenheit, die „Bewegungshistorie” der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2), die Informationen eines optischen, akustischem, GPS-basierendem oder elektromagnetischen Wellen basierenden „Fahrspurerkennungssystems (7)”, die Informationen bezüglich der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit (v)/Motordrehzahl, sowie vom Fahrer festgelegte manuelle/persönliche Einstellungen, welche beispielsweise durch eine nicht näher dargestellte Fahreridentifikation/Personenklassifikation, wie beispielsweise einer Zugangsberechtigung/Fahrzeugschlüssel, automatisch aktiviert werden können. Die Beziehungen bzw. der Einfluss/nichtlinearer Veränderungsfaktor (Rechenvorschriften), welche/r zwischen dem situationsangepasstes Übersetzungsverhältnis der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und des Lenkmechanismus (3) und den einzelnen Einflussgrößen, welche auch untereinander vorteilhafterweise miteinander in Kombination/in einer Beziehung stehen, besteht, sind Vorteilhafterweise in einem oder in mehreren eindimensionalen bzw. mehrdimensionalen Kennlinienfeld/ern (5.3), der elektronische Umsetzeinheit (5) in einem nichtflüchtigem Speicher hinterlegt, welcher gegebenenfalls in flashbarer Ausführung realisiert ist, damit jederzeit Aktualisierungen der Kennlinienfelder (5.3) vorgenommen werden können.
Wie aus der 1 weiter zu entnehmen ist, besteht zwischen der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) und der elektronischen Umsetzeinheit (5) eine elektrische Verbindung (2.2), welche zur Übermittlung der vom Fahrzeugführer an die Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) eingegebenen Befehle/Instruktionen/Eingangsgrößen, diese mittels einer mechanisch-elektronischen Umsetzeinheit (2.1), die im einfachsten Fall als Drehwinkelgeber ausgebildet ist, gewandelt/angepasst werden, vorgesehen ist. Die vom Fahrzeugführer an die Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) eingegebenen Befehle/Instruktionen/Eingangsgrößen zur Auslenkung/Anregung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle, werden hierbei in der Regel wie von herkömmlichen Lenksystemen bekannt, durch entsprechende Kraftaufwendung (Muskelkraft) des Fahrzeugführers initiiert.
Nachdem die vom Fahrer eingegebenen Befehle/Instruktionen/Eingangsgrößen von der elektronischen Umsetzeinheit (5) entsprechend den Einflussgrößen situationsbedingt in die entsprechenden Ausgangskenngrößen gewandelt/bestimmt/umgeformt wurden, werden diese Ausgangskenngrößen mittels einer elektrische Verbindung (5.1) an den Lenkmechanismus (3) zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/Räder (4), zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung übermittelt. Auf die genaue Ausführungsform (beispielsweise: elektromechanisch/Elektro-Motor mit Getriebe, elektropneumatisch/Hub-Druck-Zylinder mit Ventilsteuerung) der Aktuatorik, sowie der mechanischen Lager und Gelenkanordnung, des Lenkmechanismus (3) wird hierbei nicht näher eingegangen, da dies hinsichtlich der Erfindung von untergeordneter Bedeutung ist.
Des weiteren ist aus der 1 eine Verbindungsleitung (5.2) zwischen der elektronischen Umsetzeinheit (5) und dem Lenkmechanismus (3) ersichtlich, welche zur Informations-Rückmeldung dient, damit der Grad der Umsetzung, der von der elektronischen Umsetzeinheit (5) ermittelten und gewollten Auslenkung der Räder überwacht werden kann, um gegebenenfalls mittels einer Regelschaltung eine Nachregelung vornehmen zu können.
2 zeigt eine Darstellung eines möglichen Kennlinienfeldes (5.3), aus dieses die maximale zulässige Geschwindigkeit (v_m) als Funktion/Abhängigkeit des Lenkmechanismus (3), sowie des Grenzwertes (g) bzgl. der maximal zulässigen/entstehenden Fliehkraft ersichtlich ist, sowie weitere Detaildarstellungen als annäherndes Berechnungsbeispiel.
Wie aus der Darstellung 2a (oben) hierbei ersichtlich ist, kann in Abhängigkeit der Geschwindigkeit (v), für jede Auslenkung/jeden Drehwinkel (%) des Lenkmechanismus (3), hinsichtlich der auftretenden/daraus resultierenden Fliehkraft, ein Grenzwert (g) zugeordnet werden. Wie aus dem Kennlinienfeld (5.3), welches im System, ebenso wie weitere ein- oder mehrdimensionalen Kennlinienfelder (5.3), in einem nichtflüchtigem Speicher abgelegt sein kann, ersichtlich ist, besteht für den Fahrzeuglenker bzw. für das Fahrzeug solange keine Gefahr, hinsichtlich eines Ausbrechen –, Schleudern – oder Umkippen (Überrollen) des Fahrzeugs (8), solange sich der resultierende „Arbeitspunkt” unterhalb der Grenzlinie (g) befindet. Je nach momentaner Geschwindigkeit (v) sowie der zu erwartenden Auslenkung/des zu erwartenden Drehwinkel des Lenkmechanismus (3), ist somit aus dem Diagramm/Kennlinienfeld (5.3) ersichtlich/zu entnehmen, wie weit man sich vom Grenzwert (g) entfernt befindet, beziehungsweise welche maximale Geschwindigkeitserhöhung (Delta V max) unter diesen Parameter/Randbedingungen noch zulässig ist, oder vorausschauend um welchen Geschwindigkeitswert (Delta V zu groß) die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) reduziert werden muss, um nicht in eine kritische Gefahrensituation zu kommen.
Der Einfachheit halber, wird bei diesem Diagramm, welches das Grundprinzip erläutert, neben der Geschwindigkeit (v) und Auslenkung/Drehwinkel des Lenkmechanismus (3), auf die zusätzlich beeinflussenden Parametern (p), wie beispielsweise dem evtl. Neigungswinkel der Fahrbahn in einer Kurve, welcher ebenso einen Einfluss auf den Grenzwert (g) hat, nicht näher eingegangen. Es sei nur angemerkt, dass diese zusätzlichen den Grenzwert (g) beeinflussenden Parameter (p), bei höherwertigen Systemen mit zu Berücksichtigen (kombinierend mit einzubeziehen sind) sind, und sich hierfür prädestiniert mehrdimensionale Kennlinienfelder (5.3) eignen.
Der untere Teil der 2a zeigt eine Fahrsituation eines Fahrzeuges (8), welches sich mit einer Geschwindigkeit (v) einer Kurve nähert, welche in diesem Beispiel mit 3 unterschiedlichen Fahrbahnrand/Kurvenverläufen/Kurvenradien (6) dargestellt ist. Anhand des Fahrbahnüberwachungssystems (7), mit dessen „Abtaststrahlen” oder mittels „GPS-System” generierten Daten, lässt sich die zu erwartende Auslenkung/der Drehwinkel des Lenkmechanismus (3) im Vorfeld ermitteln, und in das oben beschriebene Diagramm übertragen, aus diesem dann wie beschrieben, sich ermitteln lässt, wie sich die momentane Geschwindigkeit (v) zum Grenzwert (g) verhält.
Falls die Analyse/Auswertung eine Überschreitung des Grenzwertes (g) zeigt, so ist eine Reduzierung der Geschwindigkeit (v) (zumindest um das Delta V zu groß) erforderlich, welche vorzugsweise zur Vermeidung der drohenden Gefahrensituation automatisch eingeleitet wird. Vorzugsweise werden in diesem automatischen Korrekturfall evtl. anderslautende Eingabebefehle vom Fahrer, bzgl. der Beschleunigung (a) oder der Sollgeschwindigkeit ignoriert bzw. nicht ausgeführt.
Im anderen Falle, wenn die Analyse/Auswertung zeigt, dass noch ein gewisser Abstand zum Grenzwert (g) vorhanden ist/sein wird, und es sich bei dem Kurvenverlauf um eine Strecke handelt, bei dieser mit einer Beschleunigung (a) des Fahrzeugs (8) durch den Fahrer zu rechnen ist (z. B. Autobahneinfahrt), kann die noch verbleibende Geschwindigkeitsdifferenz (Delta V max) idealerweise dazu verwendet werden, um aus der zu erwartenden Strecke in dieser eine Beschleunigung (a) stattfinden wird, eine maximale zulässige Beschleunigung zu ermitteln, damit am Ende der Kurve der Grenzwert noch nicht überschritten ist/sein wird. Anhand der ermittelten maximalen erlaubten durchschnittlichen Beschleunigung (a_Ømax) kann das System den Beschleunigungsvorgang überwachen, um ggfls. automatisch koregierend einzugreifen, falls das Endergebnis der „geschwindigkeitsbeeinflussenden Eingabebefehlen” des Fahrers, das Resultat hätte, das der Grenzwert (g) überschritten würde. Die automatische Korrektur kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das System den gewünschten Beschleunigungsvorgang überwacht, und ggfls. zu große vorn Fahrer gewünschte Beschleunigungswerte (a) dahingehend abschwächt, bzw. die Eingabebefehle vom Fahrer, bzgl. der Beschleunigung (a) oder der Sollgeschwindigkeit ignoriert bzw. nicht ausgeführt, so das immer im Bezug zum Ende der „Kurven-Strecke” der zulässige erlaubte Grenzwert (g) bzw. die daraus resultierende zulässige erlaubte Geschwindigkeit (v) nicht überschritten wird.
Anhand der 2b, welche weitere Detaildarstellungen zeigt, wird ein annäherndes Berechnungsbeispiel aufgezeigt. Die zulässigen Grenzen (g) bzw. Grenzwerte (g) hierfür lassen sich wie im Beispiel gezeigt relativ einfach ermitteln. Anhand der bekannten Beziehung „Geschwindigkeit (v) ist Beschleunigung (a) mal Zeit”, lässt sich anhand der vom Diagramm 2a ermittelten Differenzgeschwindigkeit (Delta V max) und mittels der vom Fahrbahnüberwachungssystem (7) ermittelten vorrausichtlichen Länge der „Kurvenstrecke bzw. der daraus resultierenden Fahrtzeit, die maximale zeitliche Beschleunigung (a) ermitteln.
Detaillierter lässt sich dieses an der unteren Darstellung der 2b an einem Beispiel erklären. Aus der Darstellung kann anhand der Geschwindigkeit (v) ermittelt werden, wie viel Zeit für eine (vom Fahrbahnüberwachungssystem (7) ermittelten) „Kurvenstrecke” benötigt wird. Bei einer angenommenen Länge von 500 Metern und einer Geschwindigkeit (v) von 50 km/h wird eine Zeit von 36 Sekunden ermittelt. Mittels dieser ermittelten Zeit von 36 Sekunden und dem zuvor ermittelten situationsabhängigen (variablen) Grenzwert (g) (Grenzwert für Delta V), der in diesem Beispiel bei 34 km/h angenommen wird, kann die maximale durchschnittliche erlaubte Beschleunigung (a_Ømax), mit 0,26 m/s2, ermittelt werden. Der Einfachheit halber, wird bei diesem Diagramm, welches wieder das Grundprinzip erläutert, auf die zusätzlich beeinflussenden Parametern (p), wie beispielsweise die durch die Beschleunigung (a) sich verkürzende erforderlich Zeit zum Befahren der Strecke, wiederum nicht näher eingegangen. Es sei hier nur wieder angemerkt, dass diese zusätzlichen den Grenzwert (g)/die Berechnung beeinflussenden Parameter (p), bei höherwertigen Systemen mit zu Berücksichtigen sind, und sich hierfür prädestiniert mehrdimensionale Kennlinienfelder (5.3) eignen. Ebenso ist es als eine Selbstverständlichkeit zu betrachten, dass die Analysen/Berechnungen onlinefähig ablaufen, so das die jeweiligen Rahmenbedingungen, an die sich gegenseitig beeinflussenden Größen, aktuell angepasst bzw. korrigiert werden können.
Ebenso sind die in den Beispielen angegebenen Zahlen bzw. Faktoren, nur stellvertretende Platzhalter für andere sinnvolle Wertangaben.
Ein weiterer Vorteil neben dem, dass eine Erhöhung des Benutzerkomforts und/oder eine Erhöhung der Bediensicherheit/Fahrsicherheit erreicht wird, ist auch darin zu sehen, dass mittels dieses Verfahrens auch ein kontinuierlicherer Verkehrsfluss, und eine damit verbundene Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs, erreicht wird.
Bezugszeichenliste

1: Drive-by-Wire-Lenksystem
2: Mensch-Maschinen-Schnittstelle
2.1: mechanisch-elektronische Umsetzeinheit
2.2: elektrische Verbindung
3: Lenkmechanismus
4: lenkbarer Räder
5: elektronische Umsetzeinheit (Eingangsgrößen → Ausgangsgrößen)
5.1: elektrische Verbindung
5.2: Verbindungsleitung
5.3: hinterlegte/s Kennlinienfeld/er
6: Fahrbahnrand/Kurvenverläufen/Kurvenradien
7: Fahrbahnüberwachungssystem
8: Fahrzeug
9: Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssystem
10: Überrollschutzsystem
v: Geschwindigkeit (v)
v_max: maximal zulässige Geschwindigkeit (v_max)
a: Beschleunigung (a)
a_Ømax: maximal zulässige durchschnittliche Beschleunigung (a)
g: Grenzwert (g)/Grenzlinie (g)
p: Parameter (p)

Claims

Überrollschutzsystem (10) mit einem vorausschauenden System zur Erkennung von Grenzsituationen eines Fahrzeugs (8) unter Berücksichtigung von Fahrmanövern und/oder von Fahrsituationen, die zum Überrollen eines Fahrzeugs (8) führen könnten, bestehend aus mindestens – eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle (2) zur Eingabe/Steuerung der Fahrtrichtung, – einem Lenkmechanismus (3) zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbarer Räder (4), – einem Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssystem (9), – einem Fahrbahnüberwachungssystem (7), und – einer elektronischen Umsetzeinheit (5), wobei in Abhängigkeit von den Informationen des Fahrbahnüberwachungssystems (7) und einem Grenzwert (g), der in Abhängigkeit von einer ein Umkippen des Fahrzeugs (8) bewirkenden Fliehkraft gebildet wird, bei einem bevorstehenden möglichem Überschreiten des Grenzwerts (g) die Geschwindigkeit (v) und/oder Beschleunigung (a) des Fahrzeugs (8) beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung/Umsetzung einer vom Fahrzeuglenker gewünschten Beschleunigung (a) des Fahrzeugs (8) während der Kurvenfahrt nur dann in dem vom Fahrzeugführer gewünschtem Maße erfolgt, wenn die Beschleunigung (a) nicht überhalb einer maximal zulässigen durchschnittlichen Beschleunigung (a_Ømax) liegt, welche bestimmt wird aus – der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) und – der maximal zulässigen Geschwindigkeit (v_max) und – der noch zu durchfahrenden Kurvenstrecke, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) am Kurvenende eine maximal zulässige Geschwindigkeit (v_max) nicht überschreitet.
Überrollschutzsystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungen mittels einem hinterlegten Kennlinienfeld (5.3) auf Basis von den aktuellen vorherrschenden Parametern (p) erfolgen.
Überrollschutzsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Fahrbahnüberwachungssystems (7) um ein optisches Fahrbahnüberwachungssystem handelt.
Überrollschutzsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Fahrbahnüberwachungssystems (7) um ein GPS-gestütztes Fahrbahnüberwachungssystem handelt.
Überrollschutzsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Fahrbahnüberwachungssystems (7) um ein mit elektromagnetischen Wellen gestütztes Fahrbahnüberwachungssystem handelt.
Überrollschutzsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Fahrbahnüberwachungssystems (7) um ein akustisches gestütztes Fahrbahnüberwachungssystem handelt.
Fahrzeug (8), gekennzeichnet durch ein Überrollschutzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.