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Die Erfindung betrifft ein als Einparassistenzsystem ausgebildetes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienelement zur Eingabe von Bedienbefehlen sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Einparkassistenzsystems.
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Stand der Technik
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Fahrerassistenzsysteme erfordern aus unterschiedlichen Gründen und zu unterschiedlichen Anlässen Eingaben des Fahrers während ihres Betriebes. Bekannt sind Systeme, die konventionelle Schalter oder Drehradgeber verwenden, berührungsempfindliche Bildschirme, sogenannte Touch-Screens, oder auch Schalter, die der besseren Handhabung wegen in ein Lenkrad eingelassen sind. Gerade letztere dienen dem Aktivieren oder Deaktivieren von Fahrerassistenzsystemen oder zum Steuern von Komfortfunktionen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise Radiosystem, Telefon.
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Aus der
DE 102 61 866 A1 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verstellung von Einstellungen im Kraftfahrzeug bekannt, bei der die Verstellung der Sitzposition im Kraftfahrzeug über Messungen von haptisch über das Lenkrad an der Lenksäule eingebrachte Kräfte ausgelöst werden.
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Aus der
DE 102 11 825 A1 ist ein Lenkradschalter in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei der ein Steuergerät mit einem Lenkwinkelsensor derart gekoppelt ist, dass ein Schalter am Lenkrad in Abhägigkeit mit einer Drehstellung des Lenkrades ausgelesen oder gesperrt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Bekannte Systeme werden durch das erfindungsgemäße als Einparkassistenzsystem ausgebildete Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienelement zur Eingabe von Bedienbefehlen verbessert, bei dem vorgesehen ist, dass das Bedienelement das Lenkrad des Kraftfahrzeugs ist. Anders als im Stand der Technik bekannten Ausführungen, in denen im Lenkrad angeordnete Schalter zur Steuerung von Komfortfunktionen des Kraftfahrzeugs dienen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Lenkrad selbst zur Eingabe von Bedienbefehlen dient. Das Lenkrad selbst ist demzufolge das Bedienelement, das diese Bedienbefehle an das Fahrerassistenzsystem weitergibt und hierbei die Interaktion zwischen Fahrer und Fahrerassistenzsystem ermöglicht. Das Lenkrad dient demzufolge nicht lediglich der Eingabe von Richtungsinformationen an die Lenkeinrichtung des Kraftfahrzeugs, sondern auch von Bedienbefehlen für das Fahrerassistenzsystem. Auf diese Weise wird sehr vorteilhaft vermieden, dass der Fahrer die Hände vom Lenkrad, insbesondere vom Lenkradkranz, nehmen muss, um mit dem in Betrieb befindlichen Fahrerassistenzsystem zu interagieren.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Bedienbefehl in Abhängigkeit des eingeschlagenen Lenkradwinkels des Lenkrads und/oder des durch das Einschlagen des Lenkrads erzeugten Lenkmoments erteilt. Der Bedienbefehl, der an das Fahrerassistenzsystem erteilt wird, erfolgt demzufolge in Abhängigkeit des eingeschlagenen Lenkradwinkels, also aus einer Verdrehung des Lenkrads um die Lenkraddrehachse aus seiner Ruhelage (Nullstellung/Mittelstellung) heraus beziehungsweise aus einer bei Erwartung des Befehls vorhandenen Position heraus und/oder durch das Lenkmoment, das beim Einschlagen des Lenkrads erzeugt wird. Ähnlich einem Rasterdrehrad wird demzufolge der Drehbereich des Lenkrads beispielsweise segmentiert und/oder gestuft, so dass einem bestimmten Lenkradwinkel von einer gegebenen (oder wahlweise wählbaren) Ausgangsposition heraus der Bedienbefehl erzeugt und/oder abgeleitet wird. Ebenso ist es möglich, aus dem durch das Einschlagen erzeugten Lenkmoment den Bedienbefehl abzuleiten, also insbesondere zu prüfen, wie stark und/oder mit welcher Geschwindigkeit der Fahrer das Lenkrad zur Einstellung eines bestimmten Lenkradwinkels verdreht. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, am Lenkrad weitere Bedienelemente zur Bedienung des Fahrerassistenzsystems anzuordnen, die der Fahrer betätigen muss. Vielmehr wird durch das Einschlagen eines bestimmten Lenkradwinkels oder mit einem bestimmten Lenkmoment selbst der Bedienbefehl erzeugt. Gerade in dieser Ausführungsform wird es vollständig vermieden, dass der Fahrer auch nur zeitweilig die Hände vom Lenkrad beziehungsweise vom Lenkradkranz nehmen muss.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine Anzeigeeinrichtung zur Darstellung von Befehlsauswahlmöglichkeiten vorgesehen. Die Anzeigeeinrichtung dient dazu, dem Fahrer des Kraftfahrzeugs darzustellen, unter welchen Bedienbefehlen er auswählen und diese mittels des Bedienelements dem Fahrerassistenzsystem erteilen kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Befehle, je nach Betriebszustand oder Betriebssituation des Fahrerassistenzsystems und/oder des Kraftfahrzeugs, aus einer (unterschiedlichen) Reihe von Befehlen gewählt werden können, also insbesondere situationsabhängig eine Befehlsauswahl erfolgen soll. Bevorzugt werden hierbei in der Anzeigeeinrchtung nicht nur die Anzahl der möglichen Befehle beziehungsweise die jeweiligen einzelnen Befehle dargestellt, sondern auch die Art und Weise, wie diese über das Bedienelement, das Lenkrad nämlich, erteilt werden, beispielsweise durch eine Richtungs- oder Segmentangabe für das Einschlagen des Lenkrads.
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Bevorzugt ist die Anzeigeeinrichtung ein Display eines Navigationssystems oder Bestandteil eines Kombiinstruments einer Instrumententafel des Kraftfahrzeugs. Auf diese Weise lässt sich die Anzahl der vom Fahrer zu überblickenden Anzeigeeinrichtungen und Darstellungen gering halten; besonders bevorzugt wird die Anzeigeeinrchtung in bestehende Anzeigeeinrichtungen integriert; beispielsweise ist es somit möglich, die Anzeigeeinrichtung für die Darstellung von Befehlsauswahlmöglichkeiten im Bildschirm des Navigationssystems oder in einem Kombiinstrument zu integrieren, dergestalt, dass sinnfällig die möglichen Befehlsauswahlmöglichkeiten im Kontext mit der jeweiligen Fahrsituation dargestellt werden. Besonders bevorzugt ist die Anzeigeeinrichtung als Head-up-Display ausgebildet, so dass für den Fahrer die Darstellung im Blickfeld der Windschutzscheibe erfolgt.
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In einer Ausführungsform wirkt das Lenkrad dann als Bedienelement, sobald das Fahrerassistenzsystem aktiviert ist. Das Lenkrad dient demzufolge im regulären Fahrbetrieb der Eingabe von Richtungsinformationen an das Lenksystem des Kraftfahrzeugs. Es wirkt erst bei aktiviertem Fahrerassistenzsystem als Bedienelement für das Fahrerassistenzsystem. Auf diese Weise ist eine Mehrfachbelegung des Lenkrads mit Funktionen möglich, nämlich einerseits als regulärer, aus dem Stand der Technik geläufiger Richtungsgeber für das Lenksystem, zum Anderen als Bedienelement für das Fahrerassistenzsystem oder auch für mehrere Fahrerassistenzsysteme, abhängig davon, welches der Fahrerassistenzsysteme aktiviert ist.
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In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform weist das Fahrerassistenzsystem eine Aktivierungsvorrichtung für das Aktivieren des Fahrerassistenzsystems auf. Das Fahrerassistenzsystem wird hierbei durch die Aktivierungsvorrichtung aktiviert, wodurch das Lenkrad als Bedienelement für das Fahrerassistenzsystem zu wirken beginnt. Möglich ist auch, das Lenkrad selbst, abhängig von Fahr- oder Haltezuständen des Kraftfahrzeugs, als Aktivierungsvorrichtung zu verwenden.
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Bevorzugt ist die Aktivierungseinrichtung eine Sensorik. Diese Sensorik kann insbesondere auf Fahrerumstände, Betriebszustände und auf die Umgebung des Kraftfahrzeugs prüfen, so dass das Fahrerassistenzsystem in Abhängigkeit von eben diesen Betriebszuständen oder Umgebungsbedingungen zugeschaltet wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Aktivierungseinrichtung eine Sprachsteuerung. Mittels der Sprachsteuerung ist es dem Fahrer möglich, in aus dem Stand der Technik bekannter Art und Weise das Fahrerassistenzsystem zu aktivieren oder zu deaktivieren. Es ist in bevorzugten Ausführungsformen hier auch möglich, über die Sprachsteuerung mit dem Fahrerassistenzsystem, zumindest in gewissen Grenzen, zu interagieren.
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In einer wiederum anderen Ausführungsform ist die Aktivierungseinrichtung ein manuell zu bedienendes Schaltelement. Diese Ausführungsform ist insbesondere in preisgünstigeren Produkten sowie in den Fällen sinnvoll, in denen der Fahrer Wert auf eine eher traditionelle Bedienung des Fahrerassistenzsystems legt und das manuelle Zu- oder Abschalten bevorzugt.
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Als Fahrerassistenzsystem kommt (insbesondere) ein Einparkassistenzsystem, ein Abbiegeassistenzsystem, ein Manöverassistenzsystem, ein Spurhalteassistenzsystem, ein Navigationsassistenzsystem und/oder ein Abstandsassistenzsystem in Betracht. Bei all diesen Assistenzsystemen lassen sich Bedienbefehle in besonders vorteilhafter Weise durch das Lenkrad erteilen, insbesondere deshalb, weil sie allesamt und in zumindest anteiliger Weise Richtungsinformationen verarbeiten, deren Eingabe der Fahrer üblicherweise mittels des Lenkrades vornimmt. Auf diese Weise lässt sich sinnfällig das Erteilen von Bedienbefehlen für ein solches Assistenzsystem über das Lenkrad vornehmen.
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In einer weiteren Ausführungsform bleibt die Lenkfunktion des Lenkrads bei der Funktion des Lenkrads als Bedienelement erhalten oder wird situationsbedingt zugeschaltet. Dadurch ist es möglich, dass – entweder generell oder situationsbedingt geschaltet – neben der Funktion als Bedienelement auch die Funktion als Richtungseingabeinstrument für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs besteht. Hierdurch ist es beispielsweise also möglich, bei einem automatischen Einparken mittels eines Einparkassistenzsystems schnell einem plötzlich auftauchenden Hindernis auszuweichen oder auf unvorhergesehene Situationen schnell und ohne (vorherige) Abschaltung des Fahrerassistenzsystems reagieren zu können.
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Weiter wird ein Verfahren vorgeschlagen zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems, insbesondere in einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bedienelement zur Eingabe von Bedienbefehlen. Es ist hierbei vorgesehen, dass als Bedienelement das Lenkrad des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Wie beschrieben ist es hierdurch möglich, dass der Fahrer auch bei einer Bedienung des Fahrerassistenzsystems die Hände nicht vom Lenkrad beziehungsweise vom Lenkradkranz nehmen muss. Die Sicherheit des Fahrbetriebs wird auf diese Weise deutlich erhöht.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombinationen derselben.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne aber hierauf beschränkt zu sein.
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Es zeigt
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die Figur ein als Einparkassistenzsystem ausgebildetes Fahrerassistenzsystem mit einem Lenkrad als Bedienelement in einer Situationsdarstellung.
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Die Figur zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Fahrerassistenzsystem 2, das als Einparkassistenzsystem 3 ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug 1 ist im Begriff, mit Hilfe des Fahrerassistenzsystems 2 in eine zwischen anderen Fahrzeugen 4 bestehende Parklücke 5 rückwärts einzuparken, und zwar aus einem Straßenverlauf 6 heraus, wobei die Parklücke 5 und die anderen Fahrzeuge 4 quer zum Straßenverlauf 6 angeordnet sind. Über eine an dem Kraftfahrzeug 1 angebrachte Sensorik 7, die auch als Aktivierungseinrichtung 8 für das Fahrerassistenzsystem 2 ausgebildet ist, wird eine Umgebung 17 des Kraftfahrzeugs 1 vermessen und während des Betriebs des Fahrerassistenzsystems 2 fortlaufend in Hinblick auf die mögliche und gewünschte Betriebsführung des Kraftfahrzeugs 1 mittels des Fahrerassistenzsystems 2 überwacht. Die Sensorik 7 hat für den dargestellten Einparkvorgang erkannt, dass die Parklücke 5 drei verschiedene Trajektorien 9 zulässt, um das Kraftfahrzeug 1 in der Parklücke zu platzieren, nämlich eine erste Trajektorie 9.1, eine zweite Trajektorie 9.2 und eine dritte Trajektorie 9.3. Abhängig davon, welche der drei Trajektorien 9.1–9.3 gewählt wird, wird das Kraftfahrzeug 1 mittels des Einparkassistenzsystems 3 mittig (nämlich unter Verwendung der zweiten Trajektorie 9.2), links ausgerichtet (nämlich unter Verwendung der ersten Trajektorie 9.1) oder rechts ausgerichtet (nämlich unter Verwendung der dritten Trajektorie 9.3) eingeparkt. Dem im Kraftfahrzeug 1 sitzenden Fahrer 10 werden durch eine in einem Kombiinstrument 11 des Kraftfahrzeugs 1 integrierte Anzeigeeinrichtung 12 Befehlsauswahlmöglichkeiten 13 dargestellt, die er unter Verwendung eines Lenkrades 14 des Kraftfahrzeugs 1, das zu diesem Zweck als Bedienelement 15 zur Eingabe von Bedienbefehlen 16 an das Fahrerassistenzsystem 2 wirkt, wählen kann. Abhängig von einem Lenkradwinkel α beziehungsweise β in Auslenkung des Lenkrades 14 aus seiner Mittellage A (Nullstellung/Geradeausstellung) in eine linksseitige Position B (unter Einschlag des Lenkradwinkels α) beziehungsweise in eine rechtsseitige Position C (unter Einschlag des Lenkradwinkels β), wird so die erste Trajektorie 9.1 bei Auswahl der linksseitigen Position B, die zweite Trajektorie 9.2 bei Belassen des Lenkrades 14 in der Mittellage A und die dritte Trajektorie 9.3 bei Einschlag des Lenkrads 14 um den Lenkradwinkel β in die rechtseilige Position C gewählt.
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Die Anzeigeeinrichtung 12 stellt bevorzugt die Befehlauswahlmöglichkeiten 13 wie in der Figur abgebildet dar, nämlich unter Anzeige des Lenkrads 14 und der Mittellage A, der linksseitigen Position B sowie der rechtsseitigen Position C. Auf diese Weise wird für den Fahrer 10 des Kraftfahrzeugs 1 intuitiv erfassbar und sinnfällig die für das Rückwärtseinparken mittels des Einparkassistenzsystems 3 mögliche Auswahl an Trajektorien 9, 9.1–9.3, dargestellt. Abhängig von der jeweiligen Situation und dem jeweiligen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 1 kann während des Rückwärtseinparkens unter Verwendung des Fahrerassistenzsystems 2 bei Abfahren einer der gewählten Trajektorien 9, 9.1–9.3, das Lenkrad 14, abhängig von der Umgebung 17 des Kraftfahrzeugs 1, während des Betriebs des Fahrerassistenzsystems 2 im herkömmlichen Sinne auch zur Eingabe von Richtungsinformationen an das nicht dargestellte Lenksystem des Kraftfahrzeugs 1 verwendet werden. Das Lenkrad 14 wirkt demzufolge als Bedienelement 15 dann, wenn das Fahrerassistenzsystem 2 aktiviert ist. Es wirkt daneben in der herkömmlichen Weise als Lenkrad 14 zur Eingabe von Richtungsinformationen, beispielsweise auch zu einem zeitweiligen Außerkraftsetzen beziehungsweise zu einem zeitweiligen Override des Fahrerassistenzsystems 2, wenn situationsbedingt der Fahrer, beispielsweise solange ein eingegebener Bedienbefehl 16 abgefahren wird und sofern die Situation in der Umgebung 17 dies erfordert, von der gewählten Trajektorie 9 abweichen möchte, was in vorteilhafter Weise auch von der Sensorik 7 erfasst wird. Die Befehlsauswahlmöglichkeiten 13, die mittels des Lenkrads 14 als Bedienelement 15 an das Fahrerassistenzsystem 2 eingegeben werden können, können während des Betriebs des Fahrerassistenzsystems 2 variieren; dem Fahrer 10 werden die jeweils möglichen Befehlsauswahlmöglichkeiten 13 über die Anzeigeeinrichtung 12 dargestellt. Besonders vorteilhaft interagiert das Fahrerassistenzsystem 2 hierbei mit der Sensorik 7 zur situationsabhängigen, der Umgebung 17 angepassten Darstellung von Befehlsauswahlmöglichkeiten 13.
