DE102011104085A1

DE102011104085A1 - Verfahren zur Durchführung einer haptischen Fahrerwarnung und Vorrichtung hierzu

Info

Publication number: DE102011104085A1
Application number: DE201110104085
Authority: DE
Inventors: Erhard Hodrus
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung einer haptischen Fahrerwarnung in einem Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem, einer mittels eines mit dem Fahrerassistenzsystem in Signalverbindung stehenden Steuergeräts automatisiert betriebenen Reibungskupplung, einem mit dem Fahrerassistenzsystem in Signalverbindung stehenden Sensorsystem zur Erkennung eines Müdigkeitszustands des Fahrers. Um fahrerbezogene haptische Anregungsmittel durch ein fahrzeugbezogenes haptisches Anregungsmittel zu ersetzen, wird vorgeschlagen, mittels des Fahrerassistenzsystems nach Erkennen einer Müdigkeit des Fahrers an das Steuergerät einen Steuerimpuls zur Modulation der Reibungskupplung auszugeben und die Reibungskupplung im geschlossenen Zustand bezüglich ihres übertragbaren Kupplungsmoments zu modulieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung einer haptischen Fahrerwarnung in einem Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem, einer mittels eines mit dem Fahrerassistenzsystem in Signalverbindung stehenden Steuergeräts automatisiert betriebenen Reibungskupplung, einem mit dem Fahrerassistenzsystem in Signalverbindung stehenden Sensorsystem zur Erkennung eines Müdigkeitszustands des Fahrers.
Fahrerassistenzsysteme und Verfahren zu deren Betrieb sind beispielsweise aus den Dokumenten DE 10 2005 017 242 A1 , DE 10 2008 051 388 und DE 10 2008 007 149 A1 bekannt. Je nach Ausführung können optische Signale zur Erhöhung der Aufmerksamkeit des Fahrers beispielsweise bei bereits geschlossenen Augen des Fahrers übersehen, akustische Signale beispielsweise bei lauter Musik überhört, beziehungsweise haptische Signale durch Erregung des Gurtstraffers bei nicht angeschnalltem Fahrer wirkungslos sein. Weiterhin sind zur Erzeugung haptischer Signale an Lenkrädern, Schalthebeln und dergleichen mit hohem Aufwand verbunden, da entsprechende Vorrichtungen zur Erzeugung von Vibrationen vorgesehen werden müssen und unter Umständen bei nicht typischen Fahrerhaltungen wirkungslos sind.
Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine haptische Fahrerwarnung vorzusehen, die unabhängig von der Fahrerhaltung ist und ohne Verwendung zusätzlicher Bauteile auskommt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Durchführung einer haptischen Fahrerwarnung in einem Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem, einer mittels eines mit dem Fahrerassistenzsystem in Signalverbindung stehenden Steuergeräts automatisiert betriebenen Reibungskupplung, einem mit dem Fahrerassistenzsystem in Signalverbindung stehenden Sensorsystem zur Erkennung eines Müdigkeitszustands des Fahrers gelöst, wobei das Fahrerassistenzsystem nach Erkennen einer Müdigkeit des Fahrers an das Steuergerät einen Steuerimpuls zur Modulation der Reibungskupplung ausgibt und die Reibungskupplung im geschlossenen Zustand bezüglich ihres überragbaren Kupplungsmoments moduliert wird. Als Signalverbindung kann hierbei ein bereits vorgesehener CAN-Bus vorgesehen sein. Durch die Kommunikation des Fahrerassistenzsystems mit dem Steuergerät der Reibungskupplung kann je nach Müdigkeitszustand des Fahrers eine entsprechende Modulation der Reibungskupplung erfolgen, die die Längsdynamik beispielsweise in Form von Längsschwingungen des Kraftfahrzeugs beeinflussen, die für das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs ungefährlich sind aber selbst die Aufmerksamkeit eines kurzzeitig eingeschlafenen Fahrers in ausreichender Weise auf sich ziehen.
Sensorsysteme zur Erkennung eines Müdigkeitszustands eines Fahrers können unterschiedliche Intensitäten der Fahrermüdigkeit feststellen, wobei abhängig von einer derart festgestellten Müdigkeit Intensität und/oder Dauer der Modulation durch entsprechende Signalgestaltung von dem Fahrerassistenzsystem gegenüber dem Steuergerät angefordert werden kann und dieses die angeforderte Modulation an die Reibungskupplung ausgibt beziehungsweise diese entsprechend steuert. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass eine Dauer der Modulation fest oder vorgebbar eingestellt ist und anschließend vom Steuergerät selbstständig abgestellt wird oder bestehen bleibt, bis der Fahrer die Modulation quittiert, indem er aktiv ein entsprechendes Steuerelement wie Tastknopf oder dergleichen betätigt oder für das Sensorsystem erkennbar ist, dass der Fahrer auf die Modulation in entsprechender Weise, beispielsweise durch dauerhaftes Öffnen der Augen reagiert hat.
Zur Erläuterung beziehungsweise Zuordnung der Modulation der Reibungskupplung zu einem erkannten Müdigkeitszustand des Fahrers kann die Kupplungsmodulation in Verbindung mit einem optischen und/oder akustischen Erkennungssignal einer aktiven Modulation vorgenommen werden. Beispielsweise kann eine entsprechende Textmeldung über Lautsprecher und/oder das Fahrerdisplay und/oder eine entsprechende Ton- und/oder Lichtsignalinformation ausgegeben werden.
Die Modulation der Reibungskupplung wie Kupplungsmodulation kann zur Erzielung einer Längsdynamik entsprechend vorgenommen werden, indem beispielsweise dem übertragbaren Kupplungsmoment eine trapezförmige, rechteckige, dreieckige und/oder sinusförmige Schwingungsmodulation um ein zu übertragendes Kupplungsmoment aufgeprägt wird, indem beispielsweise ein Kupplungsaktor, der einen dem Kupplungsmoment äquivalenten Kupplungsweg oder Aktorweg einstellt, moduliert wird. Hierbei kann insbesondere bei zur Drehschwingungsdämpfung mit geringem Schlupf im geschlossenen Zustand betriebenen Reibungskupplungen während der Schwingungsmodulation einen Wechsel zwischen Haft- und Gleitreibungszuständen der Reibungskupplung vorgesehen werden, welche zu einer Form von sogenannten Ruckelschwingungen mit einer typischen Ruckelfrequenz der Reibungskupplung beziehungsweise des Antriebsstrangs führen kann. Alternativ oder zusätzlich können insbesondere bei im geschlossenen Zustand ohne Schlupf betriebene Reibungskupplungen mehrmals hintereinander komplett geöffnet und geschlossen werden. Neben einer Anregung einer Ruckelfrequenz des Antriebsstrangs kann die Kupplungsmodulation alternativ oder zusätzlich auf eine Rupffrequenz der Reibungskupplung abgestimmt werden.
Die Verwendung der Kupplungsmodulation als nicht nur auf den Fahrer sondern auf das gesamte Kraftfahrzeug wirkende haptische Warnung vor einer Übermüdung des Fahrers kann bei allen Kraftfahrzeugen mit einer zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe als Anfahr- beziehungsweise Trennkupplung vorgesehenen, automatisiert oder handkraftunterstützend betriebenen Reibungskupplung erfolgen. Im einfachsten Fall kann hierbei das Getriebe ein Handschaltgetriebe sein. Weiterhin kann das Getriebe ein automatisiertes Handschaltgetriebe mit einer einzigen Reibungskupplung zwischen einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der einzigen Getriebeeingangswelle angeordneten Reibungskupplung oder ein Doppelkupplungsgetriebe sein, bei dem jede der beiden Getriebeeingangswellen der beiden Teilgetriebe jeweils mittels einer Reibungskupplung einer Doppelkupplung mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbindbar sein kann. Hierbei wird bevorzugt die mit Schlupf betriebene aktive, also Kupplungsmoment übertragende Reibungskupplung eines aktiven Teilantriebsstrangs moduliert. Es kann in speziellen Ausführungsformen auch vorteilhaft sein, kurzzeitig die inaktive Reibungskupplung zusätzlich zur aktiven Reibungskupplung bei in diesem Teilgetriebe eingelegtem Gang mit geringem Moment anzulegen, um eine für den Fahrer haptisch wahrnehmbare Änderung der Längsdynamik des Kraftfahrzeugs zu erzeugen. Während dieser Kupplungsmodulation kann gleichzeitig der Reibwert der nicht aktiven Reibungskupplung beispielsweise durch Vergleich der Getriebeeingangsdrehzahlgrößen, des Motormoments der Brennkraftmaschine und dergleichen bestimmt werden und gegebenenfalls im Steuergerät adaptiert werden.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Kraftfahrzeug mit einem ein Sensorsystem zur Erkennung eines Müdigkeitszustand eines Fahrers enthaltenden Fahrerassistenzsystem, zumindest einer, von einem Steuergerät automatisiert betriebenen, zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe angeordneten Reibungskupplung und einer Signalverbindung zwischen Fahrerassistenzsystem und Steuergerät zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens zur haptischen Fahrerwarnung gelöst.
Die Erfindung wird anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt das Diagramm 1 mit einem Ablauf einer haptischen Fahrerwarnung anhand des Kupplungsmoments beziehungsweise dem zu diesem proportionalen Kupplungsweg einer ein Kupplungsmoment übertragenden Reibungskupplung über die Zeit. Die gestrichelt dargestellte Kurve 2 zeigt dabei das Kupplungsmoment beziehungsweise den Kupplungsweg. Wird zwischen den Zeitpunkten t1, t2 ein Warnsignal 3 von dem Fahrerassistenzsystem ausgegeben, weil der Fahrer übermüdet ist, wird an der Reibungskupplung das Kupplungsmoment über die Modulation 4 des Kupplungswegs durch einen Kupplungsaktor eingeleitet. Diese Modulation erzeugt eine Längsdynamik des Kraftfahrzeugs und erweckt die Aufmerksamkeit des Fahrers, so dass zum Zeitpunkt t2 die Kupplungsmodulation wieder beendet werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Diagramm
2: Kurve
3: Warnsignal
4: Modulation
t1: Zeitpunkt
t2: Zeitpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005017242 A1 [0002]
DE 102008051388 [0002]
DE 102008007149 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Durchführung einer haptischen Fahrerwarnung in einem Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem, einer mittels eines mit dem Fahrerassistenzsystem in Signalverbindung stehenden Steuergeräts automatisiert betriebenen Reibungskupplung, einem mit dem Fahrerassistenzsystem in Signalverbindung stehenden Sensorsystem zur Erkennung eines Müdigkeitszustands des Fahrers, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem nach Erkennen einer Müdigkeit des Fahrers an das Steuergerät einen Steuerimpuls zur Modulation der Reibungskupplung ausgibt und die Reibungskupplung im geschlossenen Zustand bezüglich ihres übertragbaren Kupplungsmoments moduliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Intensität und/oder Dauer der Modulation abhängig von einer erkannten Intensität der Müdigkeit des Fahrers von dem Fahrerassistenzsystem vorgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation durch den Fahrer quittierbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsmodulation in Verbindung mit einem optischen und/oder akustischen Erkennungssignal einer aktiven Modulation vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation eine trapezförmige, rechteckige, dreieckige und/oder sinusförmige Schwingungsmodulation um ein zu überfragendes Kupplungsmoment ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der Schwingungsmodulation ein Wechsel zwischen Haft- und Gleitreibungszuständen der Reibungskupplung auftritt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung mehrmals hintereinander geöffnet und geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenz der Modulation in einem Bereich einer Ruckelschwingungsfrequenz und/oder Rupffrequenz der Reibungskupplung vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung eine von zwei wechselweise Kupplungsmoment übertragenden Reibungskupplungen einer in einem Doppelkupplungsgetriebe vorgesehenen Doppelkupplung ist.
Kraftfahrzeug mit einem ein Sensorsystem zur Erkennung eines Müdigkeitszustand eines Fahrers enthaltenden Fahrerassistenzsystem, zumindest einer, von einem Steuergerät automatisiert betriebenen, zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe angeordneten Reibungskupplung und einer Signalverbindung zwischen Fahrerassistenzsystem und Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Ansprüche 1 bis 9.