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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren für die Erfassung eines
Ausweichvorgangs eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einrichtung für
die Erfassung eines Ausweichvorgangs nach dem Oberbegriff des Anspruchs
4. Die Erfindung eignet sich insbesondere für eine möglichst
frühzeitige Erfassung eines von einem Fahrer eines Fahrzeugs
geplanten Ausweichmanövers, beispielsweise nach dem Erkennen eines
auf der eigenen Fahrspur vorhandenen Hindernisses. Ein möglichst
frühzeitiges Erfassen eines bevorstehenden Ausweichvorgangs
ermöglicht eine optimale Unterstützung des Fahrers,
um eine Kollision zu vermeiden oder zumindest die Folgen einer unvermeidbaren
Kollision möglichst gering zu halten.
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Aus
DE 10 2005 003 274
A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung
und/oder Minderung der Folgen von Kollisionen beim Ausweichen von
Hindernissen bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Hindernis
mittels wenigstens eines Umfeldsensors erfasst, wobei Daten des
Hindernisses erkannt werden. Auf der Basis der Daten des Hindernisses
und Daten des Fahrzeugs wird eine zur Unterstützung eines
Ausweichvorgangs günstige Fahrzeugverzögerung
ermittelt und das Fahrzeug entsprechend verzögert. Die
bekannte Vorrichtung umfasst eine Steuereinheit, die derart ausgestaltet ist,
das sie auf der Basis von Daten des Hindernisses sowie Daten des
Fahrzeugs eine zur Unterstützung eines Ausweichvorgangs
günstige Fahrzeugverzögerung ermittelt und Steuersignale
erzeugt, mit deren Hilfe das Fahrzeug entsprechend verzögert
wird. Eine eventuelle Lenkunterstützung zur Vermeidung des
Hindernisses soll von einer vorangegangenen Lenkradbetätigung
des Fahrers abhängig gemacht werden, die einen Ausweichwunsch
erkennen lässt.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das
das möglichst frühzeitige Erkennen eines bevorstehenden
Ausweichvorgangs ermöglicht.
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Technische Lösung
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Diese
Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 genannte Verfahren gelöst.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass durch die
Auswertung von Ausgangssignalen eines Lenkwinkelsensors und eines
Lenkmomentsensors, sowie durch die Auswertung von Ableitungen nach
der Zeit dieser Ausgangssignale, ein besonders frühzeitiges
Erkennen eines bevorstehenden Ausweichvorgangs möglich
ist. Die Auswertung besteht insbesondere darin, dass Betragswerte
der genannten Ausgangssignale mit vorgebbaren Schwellwerten verglichen
werden. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass Sicherheitssysteme des
Fahrzeugs und/oder Signaleinrichtungen des Fahrzeugs für
die Warnung anderer Verkehrsteilnehmer reaktionsschneller aktiviert
werden können, da die Zeitverzögerung zwischen
der Einleitung eines Ausweichvorgangs und dessen Erfassung durch
die erfinderische Lösung weiter verkürzt wird.
Die Erfindung ermöglicht nicht nur die frühzeitige
Erkennung eines Ausweichwunsches des Fahrers, sondern auch der Richtung,
in welche der Ausweichvorgang stattfinden soll. Wenn der Schwellwert
des Lenkmoments in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung des
Fahrzeugs berechnet wird, können vorteilhaft der Ausweichwunsch
und die beabsichtigte Ausweichrichtung auch bei einer Kurvenfahrt
des Fahrzeugs erfasst werden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung,
den Ansprüchen und der Zeichnung.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher
erläutert. Dabei zeigt:
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1 ein
Diagramm mit mehreren zeitabhängigen Graphen;
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2 ein
Ablaufdiagramm;
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3 ein
Blockdiagramm einer Einrichtung für die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt
ein Diagramm mit mehreren zeitabhängigen Graphen. Die dargestellte
Kurve A stellt den Lenkwinkel LW als Funktion der Zeit t dar. Die Kurve
B zeigt die 1. Ableitung DLW des Lenkwinkels LW als Funktion der
Zeit t. Die Kurve C zeigt die zweite Ableitung DDLW des Lenkwinkels
LW als Funktion der Zeit t. Die Kurve D zeigt das an dem Lenkrad
gemessene Lenkmoment MSTR als Funktion der Zeit t. Schließlich
zeigt die Kurve E die erste Ableitung DMSTR des an dem Lenkrad gemessenen
Lenkmoments MSTR als Funktion der Zeit t.
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Um
einen geplanten bzw. bereits eingeleiteten Ausweichvorgang des Fahrers
möglichst frühzeitig zu erkennen, wird erfindungsgemäß unter
Bezug auf das in 2 dargestellte Ablaufdiagramm 20 wie folgt
vorgegangen. Mit einem ersten Schritt 20.0 werde das Verfahren
gestartet. In einem Schritt 20.1 wird der Lenkwinkel LW
erfasst. In dem Schritt 20.2 wird die erste Ableitung nach
der Zeit DLW des Lenkwinkels LW gebildet. In Schritt 20.2B wird
geprüft, ob der Betragswert der ersten zeitlichen Ableitung
DLW des Lenkwinkels LW einen vorgegebenen Schwellwert SCHWELLE1 übersteigt.
Ist das der Fall, wird zu dem Schritt 20.7 übergegangen.
In Schritt 20.2A wird das Vorzeichen der ersten zeitlichen
Ableitung DLW des Lenkwinkels LW erfasst. In Schritt 20.3 wird
die zweite zeitliche Ableitung des Lenkwinkels LW nach der Zeit,
also DDLW, gebildet In dem Schritt 20.3A wird das Vorzeichen
von DDLW festgestellt. In dem Schritt 20.4 werden die vorerwähnten
Vorzeichen verglichen. Bei einer Übereinstimmung der Vorzeichen wird
zu dem Schritt 20.7 übergegangen. In dem Schritt 20.3B wird
geprüft, ob der Betragswert von DDLW einen Schwellwert
SCHWELLE2 überschreitet. Ist das der Fall, wird zu dem
Schritt 20.7 übergeleitet. In dem Schritt 20.5 wird
das Handmoment MSTZR erfasst. In dem Schritt 20.5A wird
geprüft, ob der Betragswert des Handmoments MSTR einen Schwellwert
SCHWELLE3 übersteigt. Ist das der Fall, folgt ein Übergang
zu dem Schritt 20.7. In dem Schritt 20.6 wird
die erste Ableitung DMSTR des Handmoments MSTR nach der Zeit gebildet.
In dem Schritt 20.6A wird geprüft, ob der Betragswert
von DMSTR einen Schwellwert SCHWELLE4 übersteigt. Ist das
der Fall, wird zu dem Schritt 20.7 übergegangen.
In dem Schritt 20.5B wird das Vorzeichen von MSTR erfasst.
In dem, Schritt 20.6B wird das Vorzeichen von DMSTR erfasst.
Indem Schritt 20.6C werden die vorgebnannten Vorzeichen
verglichen. Stimmen die Vorzeichen überein, wird zu dem
Schritt 20.7 übergegangen. In dem Schritt 20.7 wird
aufgrund der zuvor beschriebenen Abläufe ein von dem Fahrer eingeleiteter
Ausweichvorgang erkannt.
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Es
wird also geprüft, ob folgende Bedingungen 1 bis 4 erfüllt
sind:
- Bedingung 1: |DLW| > SCHWELLE1
- Bedingung 2: |DDLW| > SCHWELLE2
- Bedingung 3: |MSTR| > SCHWELLE3
- Bedingung 4: |DMSTR| > SCHWELLE4.
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Weiterhin
wird geprüft, ob gleichzeitig die weitere Bedingung 5 erfüllt
ist:
- Bedingung 5: Vorzeichen (DLW) = Vorzeichen (DDLW) =
Vorzeichen (MSTR) = Vorzeichen (DMSTR).
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Im
Vorstehenden wurden die einzelnen Schritte zum besseren Verständnis
nacheinander beschrieben. Es versteht sich von selbst, dass viele
dieser Schritte parallel durchgeführt werden, um einen Ausweichwunsch
möglichst frühzeitig erkennen zu können.
Alle diese Bedingungen seien zum Zeitpunkt t1 erfüllt (1).
Aus 1 ist auch ersichtlich, dass ein Ausweichwunsch
bereits erkannt wird, bevor sich überhaupt ein bedeutender
Lenkwinkel LW (Kurve A) aufgebaut hat. Dieses ist hauptsächlich
auf den Einsatz eines Lenkmomentsensors zurückzuführen. Dieser
kann bereits ein auf das Lenkrad aufgebrachtes Moment messen, bevor
sich dieses, infolge seiner Massenträgheit und ggf. zusätzlicher
Reibungsverluste, überhaupt in Bewegung gesetzt hat. Nach Erkennung
der Ausweichbewegung in dem Schritt 20.7 können
in dem Schritt 20.8 weitere Bordsysteme gesteuert werden,
die einem sicheren Fahrbetrieb und/oder der Warnung anderer Verkehrsteilnehmer dienen.
Beispiele dafür werden im Folgenden unter Bezug auf 3 beschrieben,
die eine als Blockdiagramm dargestellte Einrichtung 300 für
die Durchführung des Verfahrens zeigt. Die Einrichtung 300 umfasst
einen Lenkwinkelsensor 32. Dieser ist mit je einem Funktionsmodul 33 und 34 verbunden.
Das Funktionsmodul 33 bildet die erste Ableitung des Lenkwinkels
LW nach der Zeit DLW. Das Funktionsmodul 34 bildet die
zweite Ableitung des Lenkwinkels LW nach der Zeit DDLW. Die Ausgangsanschlüsse der
Funktionsmodule 33, 34 sind mit einem Steuergerät 35 verbunden.
Die Einrichtung 300 umfasst weiter einen Lenkmomentsensor 30,
der mit einem Funktionsmodul 31 verbunden ist. Das Funktionsmodul 31 bildet
die erste Ableitung des Lenkmoments MSTR als Funktion der Zeit DMSTR.
Der Ausgangsanschluss des Funktionsmoduls ist mit dem Steuergerät 35 verbunden. Über
die weiterhin mit dem Steuergerät 35 verbundenen
Funktionsmodule 36, 37, 38 und 39 werden
die Schwellwerte SCHWELLE1 bis SCHWELLE4 vorgegeben. Das Steuergerät 35 prüft, ob
die oben genannten Bedingungen vorliegen und ermöglicht
bei Erkennen eines Ausweichwunsches des Fahrers eine Steuerung mindestens
eines Bordsystems 40, das den Fahrer bei der Führung
des Fahrzeugs unterstützt. Beispielsweise kann ein Ausweichassistent
und oder ein Gurtstraffer aktiviert werden. Weiterhin kann ein vorbereitender
Eingriff in das Bremssystem (Prefill) vorgenommen werden, damit der
für eine Gefahrenbremsung erforderliche Bremsdruck schneller
aufgebaut werden kann. Weiterhin können Warnsignale erzeugt
werden, um den Fahrer beispielsweise vor Objekten im toten Winkel
des Rückspiegels zu warnen. Weiterhin könnten
Warnblinker gesteuert werden, um andere Verkehrsteilnehmer zu warnen.
Die beschriebenen Funktionsmodule können beispielsweise
als Hardwareschaltungen ausgestaltet sein. Es ist jedoch im Rahmen
der Erfindung auch möglich, die entsprechenden Funktionen
durch entsprechend ausgestaltete Softwaremodule zu realisieren.
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Abgesehen
von dem Ausweichwunsch an sich, kann mittels der Erfindung vorteilhaft
auch die geplante Ausweichrichtung bekannt werden. Wenn zusätzlich
die Querbeschleunigung des Fahrzeugs erfasst wird und der Schwellwert
des Lenkmoments in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung
berechnet wird, können vorteilhaft auch der Ausweichwunsch
und die beabsichtigte Ausweichrichtung bei einer Kurvenfahrt des
Fahrzeugs erfasst werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005003274
A1 [0002]