DE102004047545A1

DE102004047545A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer haptischen Fahrerrückmeldung

Info

Publication number: DE102004047545A1
Application number: DE200410047545
Authority: DE
Inventors: Ingo Dr.rer.nat. Dudeck; Axel Dipl.-Inform. Gern; Rainer Dipl.-Ing. Möbus; Volker Dipl.-Ing. Oltmann; Uwe Dr. Regensburger; Reinhold Dipl.-Ing. Schöb; Bernd Dipl.-Inform. Woltermann; Zoltan Dr.-Ing. Zomotor
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer haptischen Fahrerrückmeldung an einem Lenkbedienelement (6, 7) eines Fahrzeugs (4) und eine Vorrichtung (5) zur Durchführung des Verfahrens. Es sind Fahrzustandserfassungsmittel (26, 40) vorgesehen, die den Istfahrzustand des Fahrzeugs (4) erfassen, der dann in einer Auswerteeinheit (25) ausgewertet wird. Eine Rückmeldeeinrichtung (20) wird in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis durch die Auswerteeinheit (25) angesteuert. Die Rückmeldeeinrichtung (20) ruft eine die haptische Fahrerrückmeldung erzeugende Erregungsgröße (E) mit sinusförmigem zeitlichem Verlauf hervor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer haptischen Fahrerrückmeldung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer haptischen Fahrerrückmeldung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 13.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung sind aus der US 6,226,592 B1 bekannt. Der Fahrer erhält am Lenkbedienelement eine haptische Rückmeldung, wenn sich das Fahrzeug der Fahrspurbegrenzung nähert. Diese haptische Rückmeldung soll so ausgebildet sein, dass der Fahrer das Gefühl erhält, dass die Fahrspur im Bereich der Fahrspurbegrenzung erhöht ist. Alternativ oder zusätzlich dazu können Vibrationen erzeugt werden, insbesondere um so genannte Rüttelschwellen („Speed-Bumps") zu simulieren. Die Fahrerrückmeldung dient hier demnach zur Unterstützung des Fahrers bei der Spurhaltung.

Ausgehend hiervon ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verfahren bzw. die Vorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 13 gelöst.

Zunächst wird der Istfahrzustand des Fahrzeugs erfasst und ausgewertet, wobei eine Rückmeldeeinrichtung zur Erzeugung der haptischen Fahrerrückmeldung am Lenkbedienelement in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis angesteuert wird. Ist eine haptische Fahrerrückmeldung notwendig, so ruft die Rückmeldeeinrichtung eine Erregungsgröße mit sinusförmigem zeitlichen Verlauf hervor, die die haptische Fahrerrückmeldung erzeugt. Durch den sinusförmigen zeitlichen Verlauf der Erregungsgröße erhält der Fahrer am Lenkbedienelement eine deutlich spürbare Fahrerrückmeldung, die aufgrund ihres Verlaufs gleichzeitig verhindert, dass der Fahrer durch eine ruckartige, plötzliche haptische Fahrerrückmeldung erschrickt bzw. verunsichert oder irritiert wird. Zudem kann der Fahrer die durch die sinusförmige Erregungsgröße erzeugte haptische Fahrerrückmeldung gut von durch Fahrbahnunebenheiten verursachten Rückwirkungen auf das Lenkbedienelement unterscheiden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Vorteilhafterweise ist die sinusförmige Erregungsgröße parameterabhängig. Insbesondere wird dabei zumindest einer der Parameter der Erregungsgröße abhängig vom Istfahrzustand des Fahrzeugs und/oder Umgebungsbedingungen bestimmt. Dadurch besteht die Möglichkeit, über die Parameter der Erregungsgröße die haptische Fahrerrückmeldung an den Istfahrzustand und/oder die aktuellen Umgebungsbedingungen anzupassen.

Hierbei kann auch ein Sollfahrzustand bestimmt werden und zumindest einer der Parameter der Erregungsgröße abhängig von der Fahrzustandsabweichung zwischen Sollfahrzustand und Istfahrzustand des Fahrzeugs bestimmt werden. Der Fahrer kann somit über die Fahrerrückmeldung informiert werden, wie groß die tatsächliche Fahrzustandsabweichung zwischen Sollfahrzustand und Istfahrzustand des Fahrzeugs ist. Die Fahrzustandsabweichung kann hierbei als Maß für die Kritikalität des momentan vorliegenden Istfahrzustandes des Fahrzeugs dienen.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn ein erster Parameter von einem Phasenwert gebildet ist, der die Phasenverschiebung der sinusförmigen Erregungsgröße angibt. Über den Phasenwert kann die Erregungsgröße derart phasenverschoben werden, dass zu Beginn der haptischen Fahrerrückmeldung am Lenkbedienelement ein Rückmeldungsmoment erzeugt wird, das die Richtung angibt, in die der Fahrer das Lenkbedienelement zur Verbesserung bzw. Stabilisierung des Istfahrzustandes des Fahrzeugs bewegen soll.

Dadurch dass die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung variabel ist und insbesondere derart gewählt wird, dass der Endwert der Erregungsgröße im Wesentlichen gleich Null ist, bleibt auch keine Beeinflussung des Lenkwinkels und/oder des Fahrzeugkurses erhalten, wenn die haptische Fahrerrückmeldung beendet wird.

Die Erregungsgröße kann ferner einen Sinusanteil und einen einen zweiten Parameter bildenden Offsetwert aufweisen, wobei der Offsetwert den Sinusanteil derart korrigiert, dass der Startwert der Erregungsgröße zu Beginn der Erzeugung der haptischen Fahrerrückmeldung gleich Null ist. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Verlauf der Erregungsgröße keinen Sprung aufweist, was zu einem plötzlichen Ruck am Lenkbedienelement führen würde.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn ein dritter Parameter von einem Amplitudenwert gebildet ist, der die Amplitude der sinusförmigen Erregungsgröße angibt. Beispielsweise kann die Amplitude abhängig von der Kritikalität des Istfahrzustandes des Fahrzeugs bestimmt werden. Je kritischer der Istfahrzustand ist, desto größer kann der Amplitudenwert gewählt werden, um dem Fahrer die Kritikalität des Istfahrzustandes aufzuzeigen.

Dadurch, dass ein vierter Parameter von einer Periodendauer der sinusförmigen Erregungsgröße gebildet ist, ergibt sich eine weitere Variationsmöglichkeit für die haptische Fahrerrückmeldung.

Die haptische Fahrerrückmeldung kann dann erzeugt werden, wenn das Fahrzeug durch den Fahrer unbeabsichtigt die Fahrspur verlässt. Der Fahrer wird dabei beim Verlassen der Fahrspur durch die haptische Fahrerrückmeldung informiert und gewarnt.

Dabei kann die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung insbesondere in Abhängigkeit von der Breite einer die aktuelle Fahrspur für das Fahrzeug begrenzenden Fahrspurmarkierung variiert werden. Die Breite der Fahrspurmarkierung, die unbeabsichtigterweise überfahren wird, kann beispielsweise von einem Spurerfassungssystem bestimmt werden.

Dadurch, dass zumindest einer der Parameter der Erregungsgröße während der Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung variierbar ist, kann der Fahrer über eine sich verändernde Situation bzw. einen sich verändernden Istfahrzustand informiert werden. Dabei ist es beispielsweise möglich dem Fahrer eine zunehmende oder abnehmende Kritikalität des Istfahrzustandes durch die haptische Fahrerrückmeldung anzuzeigen.

Im Folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in blockschaltbildähnlicher Darstellung,
2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Istfahrzustandes und eines beispielhaften Sollfahrzustandes anhand eines Fahrzeugs auf einer Fahrspur in Draufsicht,
3 eine schematische Darstellung eines Lenkbedienelementes und
4 den zeitlichen Verlauf einer ersten Erregungsgröße und einer zweiten Erregungsgröße.
In 1 ist eine Vorrichtung 5 zur Durchführung eines Verfahrens zur Erzeugung einer haptischen Fahrerrückmeldung an einem Lenkbedienelement 6 eines Fahrzeugs 4 dargestellt. Das Lenkbedienelement 6 ist von einem Lenkrad 7 gebildet, das über eine Lenksäule 8 mit einem Lenkaktuator 9 verbunden ist. Der Lenkaktuator 9 dient zur Einstellung des Lenkwinkels 6 an den lenkbaren Fahrzeugrädern 10.
Die Lenksäule 8 weist einen mit dem Lenkrad 7 verbundenen ersten Lenksäulenabschnitt 14 und einen mit dem Lenkaktuator 9 verbundenen zweiten Lenksäulenabschnitt 15 auf. Beim Ausführungsbeispiel nach 1 ist zwischen diesen beiden Lenksäulenabschnitten 14, 15 eine Überlagerungseinrichtung 16 vorgesehen, deren Ausgang 17 mit dem zweiten Lenksäulenab schnitt 15 verbunden ist, und deren erster Eingang 18 mit dem ersten Lenksäulenabschnitt 14 verbunden ist. Ein zweiter Eingang 19 der Überlagerungseinrichtung 16 ist mit einer beispielsgemäß von einem Elektromotor gebildeten Rückmeldeeinrichtung 20 verbunden. Die Überlagerungseinrichtung 16 überlagert den am ersten Eingang 18 durch die Bedienung des Lenkrades 7 eingestellten Lenkradwinkel α und den durch die Rückmeldeeinrichtung 20 am zweiten Eingang 19 eingestellten Überlagerungswinkel β zu einem Ausgangswinkel γ am Ausgang 17 der Überlagerungseinrichtung. Der Ausgangswinkel γ wird durch den Lenkaktuator 9 in den Lenkwinkel δ umgesetzt.
Die Ansteuerung der Rückmeldeeinrichtung 20 erfolgt durch eine Auswerteeinrichtung 25. Die Ansteuerung der Rückmeldeeinrichtung 20 wird bei dem hier bevorzugten Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit einer Fahrzustandsabweichung zwischen einem Sollfahrzustand und einem Istfahrzustand des Fahrzeugs 4 durchgeführt. Der Istfahrzustand des Fahrzeugs 4 wird durch entsprechende Ermittlungseinrichtungen des Fahrzeugs 4 bestimmt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug 4 ein Spurhaltesystem 26 auf, das eine in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 4 gesehen linksseitige Fahrbahnmarkierung 30 und eine rechtsseitige Fahrbahnmarkierung 31 einer Fahrspur 32 erfasst, woraus ein Sollfahrkurs 33 auf der Fahrspur 32 ermittelt werden kann. Die Fahrzustandsabweichung wird gemäß 2 durch den Gierwinkel ψ zwischen der Längsachse 35 des Fahrzeugs 4 und einer Tangenten 36 an der Stelle der aktuellen Fahrzeugposition an den Sollfahrkurs 33 und durch die Abstand Δl von der linksseitigen Fahrbahnmarkierung 30 und den Abstand Δr von der rechtsseitigen Fahrbahnmarkierung 31 bestimmt. Der Gierwinkel ψ des Fahrzeugs 4 relativ zum Sollfahrkurs 33 und die beiden Abstände Δl, Δr zu den Fahrbahnmarkierungen 30, 31 werden vom Spurhaltesystem 26 an die Auswerteeinrichtung 25 übermittelt. Unter Berücksichti gung des Gierwinkels ψ und den Abständen Δl, Δr zu den Fahrbahnmarkierungen 30, 31, erfolgt dann die Ansteuerung der Rückmeldeeinrichtung 20 durch die Auswerteeinrichtung 25.
Zur Erzeugung der haptischen Fahrerrückmeldung am Lenkrad 7 wird durch die Rückmeldeeinrichtung 20 eine Erregungsgröße E mit einem sinusförmigen zeitlichen Verlauf hervorgerufen. Bei der Vorrichtung 5 gemäß 1 handelt es sich bei der Erregungsgröße E um den von der Rückmeldeeinrichtung 20 an den zweiten Eingang 19 der Überlagerungseinrichtung 16 übertragenen Überlagerungswinkel β. Die Erregungsgröße E wird durch folgende Gleichung angegeben:
mit den Parametern
A: Amplitudenwert mit A>0,
T: Periodendauer,
Φ: Phasenwert und
K: Offsetwert,
wobei
einen Sinusanteil der Erregungsgröße E darstellt und K = sinΦ gewählt ist.
Die in der Funktion der Erregungsgröße E enthaltenen Parameter können einerseits fest vorgegeben sein und sind bei dem hier bevorzugten Ausführungsbeispiel variabel bestimmbar. Dabei können die Parameter vom Istfahrzustand des Fahrzeugs und/oder von Umgebungsbedingungen, wie z. B. der Kurvenkrümmung, dem Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche, der Breite der Fahrspur zwischen den beiden Fahrspurmarkierungen 30, 31, usw. abhängen
Beim Ausführungsbeispiel bildet der Phasenwert Φ einen ersten Parameter der Erregungsgröße E, der die Phasenverschiebung des Sinusanteils bestimmt. Bei der Verwendung eines Lenksystems mit Überlagerungseinheit 16, wie dies durch die durchgezogenen Linien in 1 dargestellt ist, wird der Phasenwert Φ zu Null gewählt, wodurch auch der Offsetwert zu Null wird. Für die den Überlagerungswinkel β bildende Erregungsgröße E ergibt sich in diesem Fall eine Sinusfunktion mit der Amplitude A und der Periodendauer T. Auf diese Weise wird dem vom Fahrer über das Lenkrad 7 eingestellten Lenkradwinkel α für die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung ein sinusförmiger Überlagerungswinkel β überlagert, so dass der Fahrzeugkurs des Fahrzeugs 4 nicht nachhaltig beeinflusst wird. Bei dieser Wahl der Parameter ändert sich der Ausgangswinkel γ um den Amplitudenwert A – der beispielsweise etwa 2° betragen kann – während einer vollständigen Sinusperiode einmal nach links und einmal nach rechts. Die haptische Fahrerrückmeldung wird dabei durch ein Rückwirkungsmoment erzielt, das für den Fahrer während der Erzeugung der vom Überlagerungswinkel β gebildeten Erregungsgröße E am Lenkrad 7 spürbar ist.
Bei einer alternativen Ausführung der Vorrichtung 5 kann die Rückmeldeeinrichtung 20 als Momentensteller ausgeführt sein, der auf den mit dem Lenkrad 7 verbundenen ersten Lenksäulenabschnitt 14 einwirkt und mithin ein Lenkradmoment ML zur haptischen Fahrerrückmeldung erzeugen kann, wie dies durch die gepunktete Linie in 1 dargestellt ist. Bei dieser Ausführung ist die Erregungsgröße E durch ein von der Rückmeldeeinrichtung 20 erzeugtes Moment M gebildet. Die Überlagerungseinrichtung 16 entfällt bei dieser Ausführungsform.
Bei dieser alternativen Ausführungsform der Vorrichtung 5 mit einer als Momentensteller ausgebildeten Rückmeldeeinrichtung 20 ohne Überlagerungseinrichtung 16 wird der Phasenwert Φ abhängig vom Gierwinkel ψ zwischen der Längsachse 35 des Fahrzeugs 4 und der Tangenten 36 an dem Sollfahrzeugkurs 33 bestimmt. Beispielsweise wird der Phasenwert Φ zu + π / 2 gewählt, wenn der Gierwinkel ψ größer als Null ist und der Phasenwert Φ wird zu - π / 2 gewählt, wenn der Gierwinkel ψ kleiner als Null ist. Dadurch wird erreicht, dass das am Lenkrad 7 als haptische Fahrerrückmeldung spürbare Lenkradmoment ML zu Beginn der haptischen Fahrerrückmeldung der Drehrichtung des Lenkrades 7 entspricht, die die vom Gierwinkel γ gebildete Fahrzustandsabweichung betragsmäßig verringern würde.
Durch die Phasenverschiebung des Sinusanteils der Erregungsgröße E könnte es zum Zeitpunkt t = 0 zu Beginn der haptischen Fahrerrückmeldung zu einem sprungartigen Anstieg der Erregungsgröße kommen, je nachdem wie der Phasenwert Φ gewählt ist. Um dies zu vermeiden, weist die Erregungsgröße E einen dritten Parameter auf, der durch den Offsetwert K gebildet ist und vom Sinusanteil der Erregungsgröße E abgezogen wird. Der Offsetwert ist so gewählt, dass sich die Erregungsgröße E zum Zeitpunkt t = 0 zu Null ergibt, so dass der Offsetwert K = sinΦ zu wählen ist .
Der Amplitudenwert A stellt einen dritten Parameter dar und gibt die Amplitude der sinusförmigen Erregungsgröße E an. Der Amplitudenwert A wird abhängig von der Kritikalität des Istfahrzustandes bestimmt. Dabei kann der Amplitudenwert A umso größer gewählt werden, je größer die Fahrzustandsabweichung zwischen Sollfahrzustand und Istfahrzustand des Fahr zeugs 4 ist. Bezogen auf das vorliegende Ausführungsbeispiel wird der Amplitudenwert A umso größer festgelegt, je größer der Betrag des Gierwinkels γ ist.
Ein weiterer, vierter Parameter ist von der Periodendauer T des Sinusanteils der Erregungsgröße E gebildet. Bei dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Periodendauer T abhängig vom Istfahrzustand des Fahrzeugs ermittelt. Die Periodendauer T kann dabei z.B. von der Fahrzeugquergeschwindigkeit v_y des Fahrzeugs 4 relativ zur Fahrspur 32 abhängen. Je größer der Betrag der Fahrzeugquergeschwindigkeit v_y ist, desto kleiner wird die Periodendauer T festgelegt.
Die Fahrzeugquergeschwindigkeit v_y lässt sich aus der beispielsweise durch Längsgeschwindigkeitserfassungsmittel 40 erfassten Fahrzeuglängsgeschwindigkeit v_x und dem Gierwinkel ψ zwischen Fahrzeuglängsachse 35 und der Tangenten 36 an den Sollfahrzeugkurs 33 ermitteln. Anstelle der Fahrzeuglängsachse 35 kann zur Erhöhung der Genauigkeit der Bestimmung der Fahrzugquergeschwindigkeit auch die tatsächliche Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 4 verwendet werden, so dass sich der zur Berechung der Fahrzeugquergeschwindigkeit v_y verwendete Winkel aus der Summe von Gierwinkel ψ und den Schwimmwinkel des Fahrzeugs 4 ergibt. Der Schwimmwinkel kann dabei beispielsweise aus der Fahrzeugkinematik ermittelt werden.
Es ist möglich, die Parameter lediglich einmal zu Beginn der haptischen Fahrerrückmeldung zu ermitteln und dann während der haptischen Fahrerrückmeldung unverändert beizubehalten. Alternativ dazu ist es auch möglich, zumindest einen der Parameter auch während der haptischen Fahrerrückmeldung variieren zu können. Beispielsweise kann der Amplitudenwert A auch während der haptischen Fahrerrückmeldung betragsmäßig anstei gen, wenn die Kritikalität des Istfahrzustandes des Fahrzeugs 4 zunimmt, z.B. der Betrag des Gierwinkels ψ ansteigt. Umgekehrt kann der Amplitudenwert A abnehmen, wenn die Kritikalität des Istfahrzustandes des Fahrzeugs 4 abnimmt, z. B. der Betrag des Gierwinkels ψ kleiner wird. Auch die Periodendauer T könnte in Abhängigkeit von der Fahrzeugquergeschwindigkeit v_y ansteigen bzw. abnehmen, wenn die Fahrzeugquergeschwindigkeit v_y betragsmäßig abnimmt bzw. ansteigt.
Die Parameter der Erregungsgröße E sind jeweils durch einen unteren Grenzwert und einen oberen Grenzwert begrenzt und können somit nur innerhalb vorgegebener Grenzen – vom unteren Grenzwert bis zum oberen Grenzwert – variiert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Verfahren zur haptischen Fahrerrückmeldung bzw. die Vorrichtung 5 zur haptischen Fahrerrückmeldung in Verbindung mit einem Spurhaltesystem 26 eingesetzt. Dabei wird die haptische Fahrerrückmeldung dann erzeugt, wenn das Fahrzeug 4 die Fahrspur 32 verlässt, ohne dass der Fahrer dies beabsichtigen würde. Ein beabsichtigtes Verlassen der Fahrspur 32 kann beispielsweise aus der Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers durch den Fahrer abgeleitet werden. Bei dieser Anwendung kann durch das Spurhaltesystem 26 auch die Breite B der Fahrspurbegrenzungen 30, 31, z. B. mittels einer Bildverarbeitungseinheit, erfasst werden. Die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung bzw. die Dauer der die haptische Fahrerrückmeldung erzeugenden Erregungsgröße E kann dabei abhängig von der Breite derjenigen Fahrspurmarkierung 30, 31 variiert werden, die durch das Fahrzeug 4 zu überfahren werden droht.
Beispielsweise ist gemäß 2 die linksseitige Fahrspurmarkierung 30 weniger breit als die rechtsseitige Fahrspurmarkierung 31. In der dargestellten Situation in 2 droht das Fahrzeug über die linksseitige Fahrspurmarkierung 30 die Fahrspur 32 zu verlassen. Die Dauer der beim Annähern bzw. Überfahren der linksseitigen Fahrspurmarkierung 30 durch die Erregungsgröße E hervorgerufene haptische Fahrerrückmeldung wäre dann geringer als die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung beim Verlassen der Fahrspur 32 über die rechtsseitige Fahrspurmarkierung 31. Je geringer die Breite B der Fahrspurmarkierung 30, 31 ist, desto kürzer wird die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung gewählt. Einfluss auf die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung kann zusätzlich auch die benötigte Zeitdauer zum Überfahren einer der Fahrbahnmarkierungen 30, 31 haben.
Zwischen einer oder mehrerer Perioden der Erregungsgröße E können jeweils Pausenzeiten vorgesehen sein, wodurch sozusagen eine Pulsfolge mit zeitlich beabstandeten Sinusperioden entsteht. Entsprechend entsteht dadurch eine haptische Fahrerrückmeldung mit mehreren zeitlich beabstandeten Lenkradmoment-Pulsen.
Die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung ist variabel. Sie kann vor Beginn der haptischen Fahrerrückmeldung ermittelt und vorgegeben werden und/oder auch noch während der haptischen Fahrerrückmeldung verändert werden. Die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung ist beispielsgemäß derart gewählt, dass der Endwert der Erregungsgröße E in etwa gleich Null ist.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung durch die Anzahl von Perioden der Erregungsgröße E vorgegeben. Die Dauer der Erregungsgröße E wird hierbei als ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer T gewählt. Die Anzahl der Perioden kann dabei beispielsweise von einer bis fünf Perioden variiert werden.
In 4 sind der Verlauf einer ersten Erregungsgröße E1 (strichpunktierte Linie) und der Verlauf einer zweiten Erregungsgröße E2 (durchgezogene Linie) für eine Vorrichtung 5 dargestellt, bei der die Rückmeldeeinrichtung 20 als Momentensteller ausgebildet ist und die keine Überlagerungseinrichtung 16 aufweist. Bei der ersten Erregungsgröße E1 ist der Phasenwert φ = π / 2 gewählt, so dass sich der Offsetwert K = -1 ergibt. Die strichpunktiert dargestellte erste Erregungsgröße E1 ruft an Lenkrad 7 ein sich in gleicher Weise wie die erste Erregungsgröße E1 änderndes Lenkradmoment ML1 im Uhrzeigersinn hervor (vgl. 3).
Bei der zweiten Erregungsgröße E2 ist der Phasenwert φ = - π / 2 gewählt, wodurch sich der Offsetwert K = 1 ergibt. Am Lenkrad 7 verursacht die zweite Erregungsgröße E2 ein sich in gleicher Weise wie die zweite Erregungsgröße E2 änderndes Lenkradmoment ML2 entgegen dem Uhrzeigersinn, wie dies in 3 dargestellt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung 5 zur Erzeugung einer haptischen Fahrerrückmeldung am Lenkrad 7 sind nicht nur in Verbindung mit einem Spurhaltesystem 26 einsetzbar, sondern können bei allen Fahrzeugsystemen eingesetzt werden, bei denen der Fahrer durch eine haptische Fahrerrückmeldung informiert werden soll. Eine derartige haptische Fahrerrückmeldung könnte beispielsweise als Aufforderung zur Überprüfung der aktuellen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, des aktuell gewählten Ganges oder des aktuellen Fahrzeugkurses des Fahrzeugs 4 verwendet werden. Ferner kann die haptische Fahrerrückmeldung den Fahrer vor voraus liegenden Gefahrenstellen wie Kurven, Kreuzungen oder Bahnübergängen warnen. Es ist weiterhin möglich, den Fahrer mit tels der haptischen Fahrerrückmeldung auf erkannte Kollisionsgefahren aufmerksam zu machen, wenn beispielsweise seitlich neben dem Fahrzeug oder in Richtung des aktuellen Fahrzeugkurses des Fahrzeugs 4 sich annähernde Objekte erkannt wurden.

Claims

Verfahren zur Erzeugung einer haptischen Fahrerrückmeldung an einem Lenkbedienelement (6, 7) eines Fahrzeugs (4), wobei der Istfahrzustand des Fahrzeugs (4) erfasst und ausgewertet wird und eine Rückmeldeeinrichtung (20) in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldeeinrichtung (20) zur Erzeugung der haptischen Fahrerrückmeldung eine Erregungsgröße (E, E1, E2) mit sinusförmigem zeitlichen Verlauf generiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sinusförmige Erregungsgröße (E, E1, E2) Parameter abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Parameter (A, T, Φ, K) der Erregungsgröße (E, E1, E2) abhängig vom Istfahrzustand des Fahrzeugs (4) und/oder Umgebungsbedingungen (B) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sollfahrzustand bestimmt wird und zumindest einer der Parameter (Φ) der Erregungsgröße (E, E1, E2) abhängig von der Fahrzustandsabweichung (ψ) zwischen Sollfahrzustand und Istfahrzustand des Fahrzeugs (4) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Parameter von einem Phasenwert (Φ) gebildet ist, der die Phasenverschiebung der sinusförmigen Erregungsgröße (E, E1, E2) angibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dass die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung variabel ist und insbesondere derart gewählt wird, dass der Endwert der Erregungsgröße (E, E1, E2) im Wesentlichen gleich Null ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregungsgröße (E, E1, E2) einen Sinusanteil und einen einen zweiten Parameter bildenden Offsetwert (K) aufweist, der den Sinusanteil korrigiert, so dass der Startwert der Erregungsgröße (E, E1, E2) zu Beginn der Erzeugung der Fahrerrückmeldung gleich Null ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Parameter von einem Amplitudenwert (A) gebildet ist, der die Amplitude der sinusförmigen Erregungsgröße (E, E1, E2) angibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein vierter Parameter von einer Periodendauer (T) der sinusförmigen Erregungsgröße (E, E1, E2) gebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die haptische Fahrerrückmeldung erzeugt wird, wenn das Fahrzeug (4) durch den Fahrer unbeabsichtigt die Fahrspur (32) verlässt.
Verfahren nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung insbesondere in Abhängigkeit von der Breite (B) einer die aktuelle Fahrspur (32) für das Fahrzeug (4) begrenzenden Fahrspurmarkierung (30, 31) variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Parameter (A, T, Φ, K) der Erregungsgröße (E, E1, E2) während der Dauer der haptischen Fahrerrückmeldung veränderbar ist.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Erzeugung einer haptischen Fahrerrückmeldung an einem Lenkbedienelement (6, 7) eines Fahrzeugs (4), mit Fahrzustandserfassungsmitteln (26, 40) zur Erfassung des Tstfahrzustandes des Fahrzeugs (4), der in einer Auswerteeinheit (25) ausgewertet wird, und mit einer Rückmeldeeinrichtung (20), die in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis durch die Auswerteeinheit (25) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldeeinrichtung (20) zur Erzeugung der hap tischen Fahrerrückmeldung eine Erregungsgröße (E, E1, E2) mit sinusförmigem zeitlichen Verlauf generiert.