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Die
Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einer Kopplung
zwischen einem Lenkrad und wenigstens einem gelenkten Fahrzeugrad,
durch die eine an dem Lenkrad aufgebrachte Drehbewegung in eine
Lenkwinkeländerung des
wenigstens einen Fahrzeugrades umgesetzt wird, und mit einer Umfeldsensorik
zum Ermitteln von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Lenkung für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad
und wenigstens einem gelenkten Fahrzeugrad, einem Lenkradwinkelsensor
zum Bestimmen einer Winkelstellung des Lenkrades und einem Lenkradantrieb
zum Aufbringen einer Drehbewegung an dem Lenkrad.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Unterstützen des
Fahrers eines Fahrzeugs.
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Die
Fahrerassistenzsysteme sollen das Fahrzeug in die Lage versetzen,
seine Umgebung wahrzunehmen und zu interpretieren, gefährliche
Situationen zu erkennen und den Fahrer bei seinen Fahrmanövern zu
unterstützen.
Ziel dabei ist es, Unfälle
im besten Fall ganz zu vermeiden.
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Hierzu
wird die Fahrzeugumgebung mit geeigneten Sensoren ertastet. Aus
den Ausgangssignalen der Sensoren ermittelt das Fahrerassistenzsystem
Objekte und leitet gegebenenfalls Warnungen ab oder führt unmittelbar
notwendige Fahrmanöver
aus. Bei den für
die Fahrzeugsicherheit relevanten Objekten kann es sich zum einen
um körperliche Gegenstände wie
andere Fahrzeuge, Gegenstände auf
der Fahrbahn oder andere Verkehrsteilnehmer handeln; zum anderen
kann darunter auch ein nicht körperlicher
Gegenstand, wie zum Beispiel die Fahrspur, zu verstehen sein, die
ebenfalls für
die Sicherheit des Fahrzeugs wichtig ist.
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Ein
bekanntes Fahrerassistenzsystem ist ein so genannter Spurhalteassistent.
Spurhalteassistenten warnen den Fahrer eines Fahrzeugs vor dem unbewussten
Verlassen der Fahrspur, damit er sein Fahrzeug durch aktiven Lenkeingriff
wieder in die Fahrspur zurückführen kann.
Bekannte Spurhalteassistenten warnen den Fahrer üblicherweise über eine haptische
Wahrnehmung. Beispielsweise wird der Fahrer durch ein Rütteln im
Sitz des Fahrers darauf aufmerksam gemacht, dass er dabei ist, mit
seinem Fahrzeug die Fahrspur zu verlassen. Das Rütteln erfolgt auf derjenigen
Seite des Sitzes, zu der das Fahrzeug die Fahrspur zu verlassen
droht. Bei einem anderen System erfolgt die Warnung durch ein Vibrieren
des Lenkrades.
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Bei
den bekannten Spurhalteassistenten müssen die auf den Fahrer wirkenden
haptischen Reize zunächst
bewusst wahrgenommen, verarbeitet und interpretiert werden. Die
Bedeutung dieser haptischen Reize und die erforderliche Reaktion
müssen vom
Fahrer zunächst
erlernt werden. Damit benötigen
diese Spurhalteassistenten zunächst
eine gewisse Lernphase des Fahrers, bevor die richtige Reaktion
auf die haptischen Reize erfolgen kann. Zudem vergeht auch nach
der Lernphase eine gewisse Zeit zwischen der Warnung und der Reaktion
des Fahrers, wodurch sich die Gefahr erhöht, dass ein gezielter Lenkeingriff
zu spät
erfolgt.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Fahrerassistenzsystem
bereitzustellen, das eine schnelle Reaktion auf eine Gefahrenlage
im Umfeld des Fahrzeugs ermöglicht. Ferner
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Lenksystem
sowie ein verbessertes Verfahren zum Unterstützen des Fahrers eines Fahrzeuges
bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
ein gattungsgemäßes Fahrerassistenzsystem gelöst, das
gekennzeichnet ist durch eine Steuereinheit, die eingerichtet ist,
in Abhängigkeit
von Ausgangssignalen der Umfeldsensorik an dem Lenkrad eine Drehbewegung
aufzubringen und das Lenkrad in seine Winkelstellung vor der Drehbewegung
zurückzustellen.
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Die
Warnung des Fahrers erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem
durch eine Drehbewegung mit unmittelbar folgender Rückstellung
des Lenkrades, also ruckartig. Der Ruck erfolgt dabei so schnell
und intensiv, dass beim Fahrer eine reflexartige Handlung ausgelöst wird.
Dieser natürliche
Reflex führt
automatisch zu der gewünschten Reaktion
des Gegenlenkens, ohne dass der Fahrer die Warnung zunächst direkt
wahrnehmen und interpretieren müsste.
Hierdurch wird die Zeitspanne zwischen Reizaufnahme, Reizverarbeitung,
Reaktionsvorbereitung und Reaktionsausführung wesentlich verkürzt und
ein rechtzeitiges Gegenlenken auch bei einer erforderlichen schnellen
Reaktion, beispielsweise bei plötzlich
auftretenden Hindernissen und/oder bei hohen Geschwindigkeiten,
in Kurven oder bei starken Lenkbewegungen, ermöglicht. Dadurch können folgenschwere
Verkehrsunfälle
vermieden werden. Damit trägt
das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem
zu einer Erhöhung
der Verkehrssicherheit bei.
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Um
zu vermeiden, dass die von der Steuereinheit an dem Lenkrad aufgebrachte
Drehbewegung auf die Fahrzeugräder
umgesetzt wird und damit eine unerwünschte, vom Fahrer unabhängige Lenkbewegung
erzeugt wird, kann das Steuergerät eingerichtet
sein, die Kopplung zwischen dem Lenkrad und dem wenigstens einen
Fahrzeugrad aufzuheben, bevor die Drehbewegung an dem Lenkrad aufgebracht
wird. Zweckmäßig ist
es hierbei, wenn das Steuergerät
eingerichtet ist, die Kopplung zwischen dem Lenkrad und dem wenigstens
einen Fahrzeugrad wieder herzustellen, nachdem das Lenkrad in seine
Winkelstellung vor der Drehbewegung zurückgestellt worden ist.
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Ein
gezielter Ruck am Lenkrad ist erfindungsgemäß dadurch erreichbar, dass
die durch die Steuereinheit an dem Lenkrad aufgebrachte Drehbewegung
impulsförmig
erfolgt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem
erfolgt das erforderliche Fahrtmanöver durch einen aktiven Lenkeingriff
des Fahrers. Um zu gewährleisten,
dass der gesamte Lenkeingriff des Fahrers in das Fahrmanöver (beispielsweise
das Zurückführen des
Fahrzeugs in die Fahrspur oder das Ausweichen eines Hindernisses)
umgesetzt wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Entkopplung,
das Aufbringen der Drehbewegung an dem Lenkrad, die Rückstellung
der Winkelstellung des Lenkrades und die Wiederherstellung der Kopplung an
die Auslösezeit
für reflexbedingte
Handlungen von Menschen angepasst ist.
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Ein
besonders wirkungsvoller aktiver Lenkeingriff des Fahrers ist dadurch
erreichbar, dass die Größe der an
dem Lenkrad aufgebrachten Drehbewegung abhängig ist von der Größe einer
Lenkradbewegung, die erforderlich ist, um einer durch die Umfeldsensorik
detektierten Gefährdung
entgegen zu wirken. Hierbei wird ausgenutzt, dass die Stärke einer
Reflexhandlung eines Menschen von der Stärke des diese Reflexhandlung
auslösenden
Reizes abhängig
ist.
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Das
erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem
lässt sich
bei einer Steer-by-wire-Lenkung
besonders einfach einsetzen, wenn die Kopplung eine elektronische
Kopplung ist. Bei einer Steer-by-wire-Lenkung wird eine Drehbewegung
des Lenkrades in ein elektrisches Signal umgewandelt und mit diesem
ein Antrieb, beispielsweise ein Servomotor oder Stellmotor, angesteuert,
der eine Lenkwinkeländerung
des Fahrzeugrades bzw. der Fahrzeugräder bewirkt.
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Ist
das Fahrzeug mit einer mechanischen Lenkung ausgestattet, bei der
eine Drehbewegung des Lenkrades mechanisch in eine Lenkwinkeländerung
des Fahrzeugrades bzw. der Fahrzeugräder umgesetzt wird, kann die
für das
erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem
erforderliche Kopplung besonders einfach durch eine mechanische
Kopplung realisiert werden. Beispielsweise kann die mechanische
Kopp lung auf Reibschluss oder Formschluss beruhen. Vorzugsweise
wird die mechanische Kopplung elektronisch gesteuert, das heißt, die
Kopplung bzw. Entkopplung wird durch ein elektronisches Signal ausgelöst.
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Das
erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem
lässt sich
für unterschiedliche
Gefahrsituationen ausbilden, bei denen zur Vermeidung von Unfällen eine
Korrektur der Fahrspur erforderlich ist. Zu denken ist beispielsweise
an einen Fahrspurassistenten, der erkennt, wenn das Fahrzeug unbeabsichtigt
die Fahrspur verlässt
bzw. zu verlassen droht. In einer weiteren Ausführungsform ist das Fahrerassistenzsystem
als Überholassistent
ausgebildet, der vor Gefahren bei Überholmanövern warnt. Denkbar ist auch ein
Ein- und Ausfädelassistent,
der insbesondere vor Kollisionen mit anderen Fahrzeugen warnt, oder
ein Ausweichassistent, der auch vor Hindernissen auf der Fahrbahn
warnen kann. Ein Umfahrassistent warnt beispielsweise vor Gefahren
beim Umfahren anderer Fahrzeuge oder von Gegenständen. Das Fahrerassistenzsystem
kann auch mehrere dieser Aspekte umfassen. Die Umfeldsensorik ist
an den jeweils erforderlichen Zweck des Fahrerassistenzsystems anzupassen,
beispielsweise durch unterschiedliche Sensoren, Sensoranordnungen
oder Auswerteeinrichtungen für
die Auswertung der Sensorsignale.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
ferner durch eine gattungsgemäße Lenkung
gelöst,
die gekennzeichnet ist durch ein Fahrerassistenzsystem nach einem
der Ansprüche
1 bis 22.
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Die
erfindungsgemäße Lenkung
trägt aufgrund
des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems
zu einer Erhöhung
der Sicherheit des Straßenverkehrs
bei.
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In
einer Ausführungsform
ist die Lenkung gekennzeichnet durch wenigstens einen Fahreigenschaftssensor.
Durch den wenigstens einen Fahreigenschaftssensor können Fahreigenschaften
von den Fahrzeugrädern über die
Lenkradsteuerung an das Lenkrad und somit an den Fahrer weitergegeben werden.
Der Fahrer erhält
dadurch ein Lenkgefühl
für das
Fahrzeug, das den tatsächlichen
Fahreigenschaften des Fahrzeugs entspricht und kann sein Fahrverhalten
an die tatsächlichen
Fahreigenschaften des Fahrzeugs anpassen. Zweckmäßig sind Fahreigenschaftssensoren zum
Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Laufradwinkelstellung,
der Fahrzeugradneigung und der Haftung des Fahrzeugrades bzw. der
Fahrzeugräder
auf der befahrenen Oberfläche.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
ferner gelöst
durch ein Verfahren zum Unterstützen
des Fahrers eines Fahrzeugs, das eine Lenkung nach Anspruch 23 oder
24 aufweist, mit folgenden Schritten:
- a) Ermitteln
eines Objektes im Umfeld des Fahrzeugs, das eine Gefährdung für das Fahrzeug darstellt;
- b) Entkoppeln des Lenkrads von dem wenigstens einen gelenkten
Fahrzeugrad;
- c) Aufbringen einer Drehbewegung an dem Lenkrad, wobei die Drehbewegung
in diejenige Richtung erfolgt, die der Richtung eines Ausweichmanövers entgegengesetzt
ist;
- d) Rückstellen
des Lenkrads in seine Winkelstellung vor der aufgebrachten Drehbewegung;
- e) Koppeln des Lenkrads mit dem wenigstens einen gelenkten Fahrzeugrad.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
nutzt wie das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem
und die erfindungsgemäße Lenkung
eine reflexbedingte Handlung des Fahrers aufgrund eines gezielten Rucks
am Lenkrad aus. Die Reizaufnahme, Reizverarbeitung, Reaktionsvorbereitung
und Reaktionsausführung
erfolgen in einer wesentlich kürzeren
Zeitspanne als bei herkömmlichen
Verfahren, die auf einen aktiven Lenkeingriff des Fahrers zielen.
Grund hierfür
ist, dass ein Erlernen und bewusstes Verarbeiten der Bedeutung des
Warnsignals entfällt.
Damit trägt
auch das erfindungsgemäße Verfahren
zur Erhöhung
der Sicherheit des Straßenverkehrs
bei.
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Besonders
einfache und kurze ruckartige Bewegungen am Lenkrad lassen sich
realisieren, wenn die Drehbewegung an dem Lenkrad impulsförmig aufgebracht
wird.
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In
einer Ausführungsform
ist vorgesehen, dass das Entkoppeln, Aufbringen der Drehbewegung an
dem Lenkrad, Rückstellen
der Winkelstellung des Lenkrades und Wiederherstellen der Kopplung
an die Auslösezeit
für reflexbedingte
Handlungen von Menschen angepasst ist. Diese Ausführungsform
gewährleistet
ein sicheres Fahrmanöver
auch bei höheren
Geschwindigkeiten oder größeren Lenkeingriffen.
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Ein
besonders wirkungsvoller aktiver Lenkeingriff des Fahrers ist dadurch
erreichbar, dass die Größe der an
dem Lenkrad aufgebrachten Drehbewegung in Abhängigkeit von der Größe des erforderlichen
Ausweichmanövers
erfolgt.
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Lernprozesse,
wie Habituation, sind aufgrund der regelmäßig eher seltenen Auslösung des Systems
nicht zu erwarten. Eine eventuell auftretende Sensibilisierung des
reflektorischen Verhaltens kann durch entsprechende Abstufung des
auslösenden
Signals kompensiert werden.
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Zweckmäßig löst das Fahrerassistenzsystem,
die Lenkung oder das Verfahren gemäß der Erfindung dann keine
reflexartige Handlung des Fahrers aus, wenn dieser durch eine geeignete
Maßnahme
anzeigt, dass er ein Verhalten bewusst vornimmt. Beispielsweise
greift das als Spurhalteassistent realisierte Fahrerassistenzsystem
dann nicht ein, wenn der Fahrer einen Richtungsanzeiger setzt und
damit anzeigt, dass das Verlassen der Fahrspur bewusst vorgenommen
wird. Das Fahrerassistenzsystem greift jedoch dann ein, wenn es
ein Hindernis, zum Beispiel ein Fahrzeug im toten Winkel erkennt,
da hier eine zusätzliche
Gefährdung
auftritt. Zweckmäßig wird
auch dann keine reflexartige Handlung des Fahrers ausgelöst, wenn
das Fahrerassistenzsystem die Spur des Fahrzeugs nicht eindeutig
erkennen kann oder gefährdende
Objekte (beispielsweise Hindernisse) erkannt werden.
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Die
Erfindung wird anhand der in den folgenden Zeichnungen dargestellten
Ausfüh
rungsbeispiele näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems,
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3 eine
schematische Darstellung einer spurhaltungsgeregelten Lenkung gemäß der Erfindung.
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In 1 wird
im Verfahrensschritt 1 mittels einer geeigneten Umfeldsensorik
die Fahrzeugumgebung nach möglichen
Objekten abgesucht, die eine Gefährdung
für das
Fahrzeug darstellen können.
Solche Objekte können
andere Fahrzeuge oder Gegenstände
sein. In Betracht kommt aber auch eine korrekte Fahrzeugspur, die
zu verlassen werden droht.
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Die
Umfeldsensorik ist für
diese Aufgabe mit geeigneten Sensoren und einer geeigneten Auswerteeinrichtung
versehen. Für
den Fernbereich kommen beispielsweise Radarsensoren oder Videosensoren
in Betracht. Ein geeigneter Fernbereichsradarsensor arbeitet vorzugsweise
bei einer Arbeitsfrequenz von 76,5 bis 77 GHz. Ist die Umfeldsensorik mit
Videosensoren ausgestattet, besteht eine geeignete Auswerteeinrichtung
aus einer Bildverarbeitungseinrichtung.
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Die
Auswerteeinrichtung kann eingerichtet sein, den Abstand zu den erkannten
Objekten oder die relativen Geschwindigkeiten von den Objekten zu bestimmen.
Zudem ist es möglich,
dass die Auswerteeinrichtung die Objekte klassifiziert. Des Weiteren ist
die Umfeldsensorik eingerichtet, entweder die Fahrtrajektorie des
Fahrzeugs oder geplante Fahrtrajektorie zu erkennen oder deren Daten
zu empfangen.
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Stellt
die Umfeldsensorik fest, dass auf der aktuellen Fahrtrajektorie
oder der geplanten Fahrtrajektorie keine gefährdenden Objekte vorhanden
sind, die eine Kollision oder einen Unfall zur Folge haben können, werden
keine Maßnahmen
für eine
Kurskorrektur eingeleitet 2.
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Wird
eine Gefährdung
für das
Fahrzeug festgestellt 3, die eine Kurskorrektur erforderlich
macht, wie beispielsweise eine unbewusste Spurabweichung des Fahrzeugs
oder ein anderes Fahrzeug auf Kollisionskurs, werden im Verfahrensschritt 4 die Drehbewegungen
des Lenkrades von den Lenkwinkeländerungen
der Fahrzeugräder
entkoppelt.
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Im
Verfahrensschritt 5 erfolgt eine ruckartige Drehbewegung
des Lenkrades in Richtung einer gebotenen Kurskorrektur und in Abhängig von
der Größe der erforderlichen
Kurskorrektur. Diese Richtung wird von einer geeigneten Steuereinrichtung
bestimmt. Dies sei am Beispiel eines als Überholassistenten ausgebildeten
Fahrzeugassistenten kurz erläutert:
Hat der Fahrer die Absicht, seine Fahrzeugspur zu verlassen und
setzt dafür
den entsprechenden Richtungsanzeiger, entfällt im Normalfall dieser Art eine
Warnung, da zunächst
von einem gewollten Spurwechsel ausgegangen werden kann. Detektiert die
Umfeldsensorik des Fahrzeugs jedoch ein Hindernis (beispielsweise
ein anderes Fahrzeug im toten Winkel) im vom Fahrer angestrebten
Fahrbereich, erfolgt die ruckartige Drehbewegung des Lenkrades in Richtung
der geplanten Fahrtrajektorie, das heißt, zu dem Fahrzeug im toten
Winkel hin.
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Aufgrund
der ruckartigen Drehbewegung des Lenkrads wird beim Fahrer des Fahrzeugs
ein neuroreflektorischer Reiz ausgelöst 6. Unmittelbar nach
der ruckartigen Drehbewegung wird im Verfahrensschritt 7 das
Lenkrad in diejenige Winkelstellung zurückgestellt, in der es sich
vor der ruckartigen Drehbewegung befand. Aufgrund der Entkopplung der
Drehbewegungen des Lenkrades für
Lenkwinkeländerungen
der Fahrzeugräder
erfolgt die gesamte ruckartige Drehbewegung des Lenkrades, also
die Änderung
der Winkelstellung des Lenkrades, sowie die Rückstellung des Lenkrades in
die Winkelstellung vor der Entkopplung ohne Auswirkungen auf die Fahrzeugradstellung.
Im Verfahrensschritt 8 wird die Kopplung zwischen den Drehbewegungen
des Lenkrades und den Lenkwinkeländerungen
der Fahrzeugräder
wieder hergestellt, so dass eine Drehbewegung des Lenkrades eine
entsprechende Lenkwinkeländerung
der Fahrzeugräder
auslöst.
Die Zeitspanne zwischen Entkopplung und Kopplung ist so dimensioniert,
dass die Reaktion des Fahrers 9 nach der Wiederherstellung
der Kopplung erfolgt.
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In 2 ist
eine erfindungsgemäße Lenkung 10 für ein Fahrzeug
dargestellt.
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Die
Lenkung weist ein Lenkrad 11 auf, dessen Winkelstellung
bezogen auf eine Ausgangsstellung, beispielsweise die Fahrzeuglängsachse,
mittels eines Lenkradwinkelsensors 12 gemessen wird. Die gemessene
Winkelstellung des Lenkrads 11 wird an eine Steuereinheit 13 weitergeleitet.
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Die
Winkelstellung des Lenkrades 11 stellt bei normaler Fahrt
(das heißt,
beispielsweise durch unbewusste Spurabweichung) einen Sollwert für eine Regelung
der Lenkwinkel für
Fahrzeugräder 14 dar. Für diese
Regelung wird der Lenkwinkel der Fahrzeugräder 14 mittels eines
Fahrzeugradwinkelsensor 15 bestimmt. Dieser Lenkwinkel
wird als Ist-Wert für die
Regelung an die Steuereinheit 13 weitergegeben. Die Steuereinheit 13 vergleicht
den Ist-Wert von dem Fahrzeugradwinkelsensor 15 mit dem
Soll-Wert von dem Lenkradwinkelsensor 12. In Abhängigkeit
von der Differenz zwischen Soll-Wert und Ist-Wert wird von der Steuereinheit
ein Fahrzeugradantrieb 16 angesteuert. Der Fahrzeugradantrieb 16 kann
beispielsweise durch den Stell- oder Servomotor einer üblichen
Servolenkung realisiert sein. Über
ein Lenkgetriebe 17 werden die Fahrzeugräder 14 in
ihrem Lenkwinkel verändert.
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Die
Lenkung 10 weist zusätzlich
Fahreigenschaftssensoren 18 auf, die die Fahrzeuggeschwindigkeit
des Fahrzeugs und die Neigung der Fahrzeugräder quer zur Fahrtrichtung
bestimmen. Die gemessenen Fahreigenschaften werden an die Steuereinheit 13 weitergeleitet.
In Abhängigkeit
der gemessenen Fahreigenschaften steuert die Steuereinheit 13 einen
Lenkradantrieb 19 an, der ein geeignetes Drehmoment auf
das Lenkrad 11 ausübt.
Auf diese Weise ist es möglich,
dem Fahrer des Fahrzeugs ein Lenkgefühl zu geben, das den wirklichen
Fahreigenschaften entspricht.
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Die
Lenkung 10 weist weiter eine Umfeldsensorik 20 auf.
Die Umfeldsensorik um fasst Sensoren 21 und eine Auswerteeinrichtung 22.
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Unter
den Sensoren 22 befinden sich sowohl Nahbereichssensoren
als auch Fernbereichssensoren. Die Nahbereichssensoren sind in Ultraschalltechnik
realisiert. Sie besitzen eine Reichweite bis etwa 1,5 bis 2,5 m.
Sie sind beispielsweise für
die Detektion von Gegenständen
im Nahbereich des toten Winkels des Fahrzeugs geeignet. Die Fernbereichssensoren
arbeiten mit Radartechnik oder optisch. Die Radarsensoren haben
eine Reichweite von bis zu 120 m. Als Videosensor kommt eine Kamera
(einschließlich
einer Nachtsichtkamera) in Betracht.
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Die
Auswerteeinrichtung 22 ist eingerichtet, die von den Sensoren 21 übermittelten
Ausgangssignale auszuwerten. Im Fall der Videosensoren ist die Auswerteeinrichtung 22 beispielsweise
als Bildverarbeitungsrechner ausgeführt. Dieser Bildverarbeitungsrechner
ist in der Lage, Bildmerkmale zu extrahieren und Objekte mit ihren
Eigenschaften in Bezug auf das Fahrzeug zu bestimmen. Beispielsweise kann
der Abstand, die Richtung, die relative Geschwindigkeit und die
Art des Objektes ermittelt werden.
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Die
Umfeldsensorik 20 kann Daten der identifizierten Objekte
im Umfeld des Fahrzeugs an die Steuereinheit 13 übertragen.
Die Steuereinheit 13 vergleicht die Daten der Objekte mit
der aktuellen Fahrtrajektorie des Fahrzeugs oder einer (etwa durch einen
Richtungsanzeiger angezeigten) geplanten Fahrtrajektorie. Aus diesem
Vergleich ermittelt die Steuereinheit 13, ob eine Fahrspurkorrektur
erforderlich ist oder nicht. Es ist aber auch möglich, dass die Umfeldsensorik 20,
insbesondere die Auswerteeinrichtung 22, die aktuelle oder
geplante Fahrtrajektorie von der Steuereinheit 13 übermittelt
bekommt. Der Vergleich und die Entscheidung, ob Fahrkorrekturen
erforderlich sind, werden in diesem Fall von der Umfeldsensorik 20 übernommen.
Das Ergebnis wird der Steuereinheit 13 zur Verfügung gestellt.
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Ist
eine Fahrkorrektur erforderlich, entkoppelt die Steuereinheit 13 die
Drehbewegung des Lenkrades 11 von der Lenkwinkeländerung
der Fahrzeugräder 14.
Aufgrund dieser Entkopplung wird die Regelung der Fahrzeugräder 14 mit
der Sollgröße aus dem
Lenkradwinkelsensor 12 unterbrochen. Die Fahrzeugräder 14 werden
jetzt nicht mehr von dem Lenkrad 11 beeinflusst. Die Steuereinheit 13 generiert
oder ent nimmt aus einem Speicher ein Signal bzw. eine Signalfolge,
mit der Lenikradantrieb 19 angesteuert wird. Diese Ansteuerung
führt zu
einer ruckartigen Drehbewegung des Lenkrades 11. Die Drehbewegung
des Lenkrades 11 erfolgt in der der Fahrkorrektur entgegengesetzten
Richtung. Die Größe der Drehbewegung
des Lenkrades 11 hängt
von der Größe der erforderlichen
Fahrkorrektur ab. Kann beispielsweise ein Objekt, mit dem eine Kollision droht,
durch eine geringe Ausweichbewegung des Fahrzeugs umfahren werden,
wird an dem Lenkrad 11 nur eine entsprechend geringe Drehbewegung aufgebracht.
Taucht beispielsweise plötzlich
vor dem Fahrzeug ein größeres Objekt
auf, so dass eine Kollision nur mit einem starken Ausweichmanöver vermieden
werden kann, wird eine entsprechend große Drehbewegung an dem Lenkrad 11 aufgebracht.
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Es
ist sinnvoll, auch die Geschwindigkeit, mit der eine Gefahr zunimmt,
zu berücksichtigen.
Beispielsweise kann im Fall einer detektierten Spurabweichung die
Geschwindigkeit der Spurabweichung in der Drehbewegung des Lenkrades 11 berücksichtigt
werden. Erfolgt die Spurabweichung sehr schnell, wird auf die Drehbewegung
in einer kürzeren
Zeit an dem Lenkrad aufgebracht, als wenn die Spurabweichung langsam
erfolgt.
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Unmittelbar
nach der ruckartigen Drehbewegung des Lenkrades 11 wird
das Lenkrad 11, immer noch im entkoppelten Zustand, wieder
in die Winkelstellung zurückgestellt,
in der es sich vor der Entkopplung befunden hat. Erst jetzt wird
die Kopplung zwischen der Drehbewegung des Lenkrades 11 und der
Lenkwinkeländerung
der Fahrzeugräder 14 wieder
hergestellt. Erfolgt jetzt eine Kurskorrektur durch den Fahrer,
wird diese unmittelbar auf die Fahrzeugräder 14 übertragen
und das Fahrzeug wieder in die Fahrspur zurückgeführt.
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In 3 ist
die erfindungsgemäße Lenkung aus 2 dargestellt,
wobei die Umfeldsensorik in der Steuereinheit 13 integriert
ist.
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- 1
- Verfahrensschritt
(Umfeldabtastung)
- 2
- keine
Kurskorrekturen erforderlich
- 3
- Kurskorrekturen
erforderlich
- 4
- Entkopplung
- 5
- ruckartige
Drehbewegung
- 6
- Reizauslösung
- 7
- Rückstellung
- 8
- Wiederherstellung
der Kopplung
- 9
- Fahrer
- 10
- Lenkung
- 11
- Lenkrad
- 12
- Lenkradwinkelsensor
- 13
- Steuereinheit
- 14
- Fahrzeugrad
- 15
- Fahrzeugradwinkelsensor
- 16
- Fahrzeugradantrieb
- 17
- Lenkgetriebe
- 18
- Fahreigenschaftssensor
- 19
- Lenkradantrieb
- 20
- Umfeldsensorik
- 21
- Sensoren
- 22
- Auswerteeinrichtung