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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen eines Fahrer-Assistenzsystems,
wie z. B. einer Fahrdynamik- oder Antriebsschlupfregelung an das
Fahrverhalten eines Fahrers.
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Aus
dem Stand der Technik sind Fahrdynamikregler (z. B. ESP, ASR) bekannt,
bei denen zwischen verschiedenen Grundeinstellungen manuell umgeschaltet
werden kann. Hierdurch kann der Fahrer ein bestimmtes Regelverhalten
auswählen,
das seiner individuellen Fahrweise und/oder seinen subjektiven Bedürfnissen
entspricht. So kann es z. B. für einen
Fahrer wünschenswert
sein, dass das System schon sehr frühzeitig eingreift, noch bevor
das Kraftfahrzeug in einen merklich kritischen Fahrzustand gerät, während es
für einen
anderen Fahrer wünschenswert
ist, dass das System möglichst
spät eingreift,
um z. B. das Kraftfahrzeug mit hohen Querbeschleunigungen durch
Kurven bewegen zu können. Bei
den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ist es von Nachteil,
dass ein Fahrer versehentlich eine falsche Grundeinstellung auswählen kann, die
nicht zu seinem Fahrverhalten bzw. Fahrkönnen passt. Darüber hinaus
ist die große
Anzahl von Einstellmöglichkeiten
oftmals recht unübersichtlich
und schwer verständlich.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrer-Assistenzsystem
für ein
Kraftfahrzeug zu schaffen, das wesentlich einfacher bedienbar ist.
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Gelöst wird
diese Aufgabe gemäß der Erfindung
durch im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Bevorzugte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
sieht vor, das Fahrverhalten des Fahrers zu analysieren und das
Regelverhalten des Fahrer-Assistenzsystems abhängig vom Fahrverhalten automatisch
einzustellen. Dieses Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, dass
der Fahrer selbst keine Einstellung am Assistenzsystem vornehmen
muss und somit Fehlbedienungen ausgeschlossen wird. Die Erfindung
kann als Zusatzfunktion auch nachträglich in jedes bestehende Stabilisierungssystem
integriert werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird eine automatische Fahrertyperkennung durchgeführt, bei
der das Fahrverhalten einem von mehreren unterschiedlichen Fahrertypen,
z. B. „sportlich” oder „vorsichtig”, zugeordnet
wird. Sobald ein bestimmter Fahrertyp erkannt wurde, wird das Regelverhalten
des Assistenzsystems entsprechend angepasst.
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Die
automatische Fahrertyperkennung kann vorzugsweise zwischen wenigstens
drei unterschiedlichen Fahrertypen unterscheiden, wie z. B. „sportlich”, „durchschnittlich” und „vorsichtig”.
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Zur
Bestimmung des Fahrverhaltens wird wenigstens eine Eingangsgröße überwacht,
aus der sich ein Rückschluss
auf den Fahrertyp ziehen lässt. Sofern
mehrere Eingangsgrößen überwacht
werden, können
sie entweder gleichwertig und mit unterschiedlicher Gewichtung berücksichtigt
werden. Die Gewichtung oder Hierarchie der einzelnen Größen kann
auch von der Fahrsituation abhängen.
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Als
Eingangsgrößen für die Fahrertyperkennung
werden idealerweise die bereits vorhandenen Signale einer Fahrdynamikregelung
verwendet (ESP-Signale), da diese bereits aufbereitet sind (Offset-korrigiert,
gefiltert, Fehler-überwacht,
etc.). Alternativ können
auch andere Größen oder
Messwerte verwendet werden. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden ein oder mehrere der folgenden Signale für die Analyse
des Fahrverhaltens des Fahrers genutzt:
- – Querbeschleunigung
des Kraftfahrzeugs;
- – Längsbeschleunigung
des Kraftfahrzeugs (gemessen oder abgeleitet);
- – Geschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs;
- – Gaspedalsstellung
und/oder Änderung
der Gaspedalstellung;
- – Bremsdruck,
vorzugsweise im Hauptzylinder, und/oder Änderung des Bremsdrucks;
- – Lenkwinkel
und/oder Änderung
des Lenkwinkels;
- – Gierratenregelabweichung;
- – Aktiv-Flags
von z. B. ESP-Regler, ABS-Regler und/oder ASR-Regler.
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Weitere
geeignete Daten und Messwerte sind:
- – Daten
aus dem Navigationssystem: so ist z. B. bei kurvenreichen Straßen ein
Fahrverhalten des Fahrers erkennbar, in dem die Geschwindigkeit des
Kraftfahrzeugs vor, während
und nach einer Kurve ausgewertet wird.
- – Motordaten,
wie z. B. das Drehzahlniveau: die Auswertung des Drehzahlverlaufs
lässt ebenso Rückschlüsse auf
das Fahrverhalten des Fahrers zu;
- – Daten
des Automatikgetriebes: auch hieraus können Rückschlüsse auf das Fahrverhalten des Fahrers
gezogen werden;
- – Daten
einer Geschwindigkeitsregelanlage: wenn z. B. das Kraftfahrzeug
häufig
oder für
längere
Zeit mit einer Geschwindigkeitsregelanlage betrieben wird, könnte daraus
gefolgert werden, dass der Fahrer entspannt fahren möchte.
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Gemäß der Erfindung
wird, wenn sich das Fahrverhalten vom aktuell eingestellten Fahrertyp unterscheidet,
vorzugsweise wenigstens ein Regelparameter des Assistenzsystems
verändert,
um das Regelverhalten dem Fahrertyp anzupassen. So kann z. B. der
ASR-Sollschlupf bei einem sportlichen Fahrertyp so erhöht werden,
dass das Motormoment erst bei höheren
Schlüpfen
begrenzt wird. Alternativ oder zusätzlich können auch die Reglerverstärkung für ESP- oder
ASR-Reglereingriffe oder andere Eingriffsschwellen modifiziert werden.
Wahlweise können
auch die Toten Zonen für
den Regelbeginn der ESP-Bremseingriffe
modifiziert werden, so dass die Eingriffe früher oder später erfolgen.
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Zu
Beginn einer Fahrt ist das Fahrerassistenzsystem vorzugsweise zunächst auf
einen voreingestellten Wert, insbesondere auf einen durchschnittlichen
Wert eingestellt. Sobald das Fahrverhalten analysiert wurde, wird
das Assistenzsystem automatisch angepasst.
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Ein
Regelparameter wird vorzugsweise nur dann verändert, wenn gerade kein Regeleingriff
erfolgt.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 das
erfindungsgemäße Verfahren
in einer schematischen Prinzipskizze; und
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2 den
Wechsel eines Fahrertyps infolge der automatischen Fahrertyperkennung
beim erfindungsgemäßen Verfahren.
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1 zeigt
schematisch ein Verfahren zum Anpassen eines Fahrer-Assistenzsystems,
wie z. B. ESP, an unterschiedliche Fahrertypen. In einem ersten
Schritt 1 erfolgt eine automatische Fahrertyperkennung, wobei eine
oder mehrere der vorstehend genannten Fahrzeuggrößen E1 bis En überwacht werden.
Die Daten werden von einem Algorithmus ausgewertet, der daraus einen
entsprechenden Fahrertyp F ermittelt.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
können
drei verschiedene Fahrertypen F1 bis F3 erkannt werden, wie z. B.
ein „sicherheitsorientierter
Fahrer” (F1),
ein „komfortorientierter
Fahrer” (F2)
und ein „sportlicher
Fahrer” (F3).
Je nach Auslegung können auch
mehr oder weniger Fahrertypen definiert werden.
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Verändert der
Fahrer sein Fahrverhalten während
der Fahrt, indem er beispielsweise mit höheren Drehzahlen und mit höher Geschwindigkeit
in Kurven fährt,
wird automatisch ein sportlicherer Fahrertyp erkannt und das Fahrer-Assistenzsystem in eine
sportlichere Betriebsart umgeschaltet. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen,
dass nicht von jedem Fahrertyp direkt auf einen beliebigen anderen
Fahrertyp gewechselt werden kann. Aus Sicherheitsgründen kann
z. B. vom Fahrertyp F1 („sicherheitsorientierter
Fahrer”)
nicht auf den Fahrertyp F3 („sportlicher
Fahrer”)
und umgekehrt gewechselt werden.
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In
Schritt 2 (vgl. 1) wird schließlich das Fahrer-Assistenzsystem
an den ermittelten Fahrertyp angepasst. Hierzu kann wenigstens ein
Regelparameter, wie bspw. eine Regelschwelle und/oder Regelverstärkung verändert werden.
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Beispiel
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Beim
Einschalten der Zündung
wird das Fahrertyp-Signal F zunächst
auf einen voreingestellten Wert, wie z. B. einen Durchschnittswert,
gesetzt. Dies kann bspw. der Fahrertyp F2 („komfortorientierter Fahrer”) sein.
Während
des Fahrbetriebs werden dann eine oder mehrere der Eingangsgrößen E1 bis En
erfasst und ausgewertet, um zu ermitteln, ob der Fahrer eher vorsichtig
oder eher sportlich fährt.
So weisen z. B. mittlere und hohe Querbeschleunigungen (> 5 m/s^2) bei mittleren
und höheren
Geschwindigkeiten (> 50
km/h) darauf hin, dass der Fahrer sportlich orientiert ist. Ebenso
weisen hohe Längsbeschleunigungen
des Kraftfahrzeugs (abhängig
von der Motorisierung) und hohe Längsverzögerungen (> 5 m/s^2) in Kombination mit schnellen Änderungen der
Gaspedalstellung und des Bremsdrucks auf einen eher sportlich orientierten
Fahrer hin. Treten diese Ereignisse mehrere Male innerhalb eines
definierten Zeitraums auf, kann der Fahrertyp F von F2 auf F3 für den „sportlichen
Fahrer” gesetzt
werden. Sind stattdessen die Längs-
und Querbeschleunigung über
einen längeren
Zeitraum klein und liegen weiterhin keine Regeleingriffe vor (einschließlich ABS-
oder ASR-Regelung) kann das Fahrertyp-Signal F auf den Wert F1 für den „sicherheitsorientierten
Fahrer” gesetzt
werden.
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Das
Fahrer-Assistenzsystem wird dann entsprechend dem ermittelten Fahrertyp
eingestellt. Wurde bspw. der Fahrertyp F3 („sportlicher Fahrer”) erkannt,
so kann z. B. eine beliebige Kombination der nachfolgenden Maßnahmen
zur Veränderung
der Regelparameter durchgeführt
werden:
- – Anhebung
des ASR-Sollschlupfs (ASR-Schlupfschwelle), so dass das Motormoment
erst bei höheren
Schlüpfen
begrenzt wird;
- – Abschwächung der
Reglerverstärkungen
für die Bremseneingriffe,
so dass gegebenenfalls angeforderte Eingriffe schwächer sind;
- – Erhöhung der
toten Zonen für
den Regelbeginn der Bremseneingriffe, so dass die Eingriffe später erfolgen;
- – Veränderung
der ASR-Reglerverstärkungen; und/oder,
- – Veränderung
der Einstellungen für
die Motorschleppmomentregelung.
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Ist
hingegen der Fahrertyp F1 („sicherheitsorientierter
Fahrer”)
erkannt worden, können
die zuvor benannten Maßnahmen
jeweils in umgekehrter Richtung vorgenommen werden. In diesem Fall
wird z. B. der ASR-Sollschlupf abgesenkt.
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Ergänzend zur
automatischen Fahrertyperkennung kann ggf. eine automatische Erkennung
des Fahruntergrundes vorgesehen sein, so dass z. B. auch die Antriebsschlupfsollwerte
auf Kies oder Schotter automatisch erhöht werden können.