DE102013216945A1 - Aquaplaning-Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Aquaplaning-Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Es wird ein Aquaplaning-Fahrassistenzsystem (3) und ein mit diesem durchzuführendes Verfahren zur automatisierten Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Kraftfahrzeugs (100) in einer Aquaplaning-Fahrsituation beschrieben. Das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem (3) verfügt über Schnittstellen (4, 6, 10, 12, 14) zum Ansteuern einer Aktivlenkung (4) sowie einer elektromechanischen Servolenkung (6) sowie hin zu Sensoren (11, 13, 15) zur Ermittlung von eine Fahrsituation charakterisierenden Parametern wie zum Beispiel einer Gierrate, einer Längsgeschwindigkeit, einer Querbeschleunigung oder Radgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs (100) sowie einer vom Fahrer am Lenkrad (9) bewirkten Lenkbewegung. Wird anhand dieser Parameter eine Aquaplaning-Fahrsituation erkannt, steuert das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem (3) die Aktivlenkung (5) dazu an, durch den Fahrer an dem Lenkrad (9) bewirkte Lenkbewegungen im Wesentlichen zu kompensieren. Ergänzend wird die elektromechanische Servolenkung (7) dazu angesteuert, den vom Fahrer am Lenkrad bewirkten Lenkbewegungen entgegen zu wirken. Dadurch wird einerseits verhindert, dass der Fahrer durch ungeeignete Lenkbewegungen die Räder (17) derart einlenkt, dass nach Enden der Aquaplaning-Fahrsituation ein Schleudern des Fahrzeugs droht, und andererseits wird die Lenkung für den Fahrer am Lenkrad (9) spürbar verhärtet, um ihm die Aquaplaning-Fahrsituation haptisch spürbar darzustellen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aquaplaning-Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur automatisierten Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Kraftfahrzeugs in einer Aquaplaning-Fahrsituation sowie ein zur Ausführung eines solchen Verfahrens ausgebildetes Computerprogrammprodukt, ein hiermit versehenes computerlesbares Medium und ein entsprechendes Steuergerät für ein Kraftfahrzeug.
  • Stand der Technik
  • In modernen Kraftfahrzeugen ist oft eine Vielzahl von Fahrassistenzfunktionen implementiert, die einen Fahrer automatisiert beim Führen des Kraftfahrzeugs unterstützen sollen. Dabei können die Fahrassistenzfunktionen sowohl dazu dienen, eine Fahrsicherheit des Fahrzeugs zu erhöhen, als auch dazu, einen Komfort für den Fahrer zu steigern.
  • Beispielsweise sind elektromechanische Servolenkungen bekannt. Diese werden teilweise als EPS (electric power steering) bezeichnet. Bei einer solchen elektromechanischen Servolenkung unterstützt eine Kraftquelle, die meist in Form eines Elektromotors vorgesehen wird und die beispielsweise mit einer Lenksäule des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, den Fahrer beim Lenken des Fahrzeugs. Eine von der Kraftquelle zur Verfügung gestellte Kraft bzw. ein Drehmoment wird dabei derart bewirkt und auf Baukomponenten der Fahrzeuglenkung übertragen, dass eine vom Fahrer mithilfe des Lenkrads vorgegebene Lenkbewegung unterstützt wird, das heißt, ein Lenkmoment, mit welchem die Räder des Kraftfahrzeugs eingelenkt werden, aktiv verstärkt wird. Ein Winkel, um den die Räder eingelenkt werden, wird dabei jedoch von der elektromechanischen Servolenkung nicht aktiv verändert sondern hängt ausschließlich von einer vom Fahrer am Lenkrad bewirkten Lenkbewegung ab. Mit anderen Worten dient die elektromechanische Servolenkung vornehmlich dazu, analog wie bei einer herkömmlichen hydraulischen Servolenkung die Lenkkräfte anzupassen. Gegebenenfalls kann der als Kraftquelle dienende Elektromotor auch dazu eingesetzt werden, die Lenkung aktiv zurück zu stellen.
  • Es sind ferner so genannte Aktivlenkungen für Kraftfahrzeuge bekannt. Diese werden teilweise auch als AFS (active front steering) bezeichnet. Eine Aktivlenkung kann als aktives und gegebenenfalls selbständig agierendes oder selbständig unterstützendes fahrdynamisches Lenksystem verstanden werden. Dabei können Lenkbewegungen von der Aktivlenkung auf Räder des Fahrzeugs bewirkt werden, die von Lenkvorgaben, die von dem Fahrer durch Drehen des Lenkrades vorgegeben werden, in gewissem Maße abweichen. Beispielsweise kann eine geschwindigkeitsangepasste Lenkung realisiert werden, bei der bei niedrigen Geschwindigkeiten eine geringere Bewegung des Lenkrades erforderlich ist, um die Fahrtrichtung zu ändern, als bei hohen Geschwindigkeiten. Ein Fahrer kann dadurch beispielsweise beim langsamen Einparken unterstützt werden, wohingegen bei schnellen Autobahnfahrten eine Richtungsstabilität erhöht werden kann. Die Aktivlenkung kann hierbei ebenfalls über eine Kraftquelle, beispielsweise in Form eines Elektromotors, verfügen, wobei diese Kraftquelle nicht wie bei einer Servolenkung dazu eingesetzt wird, eine vom Fahrer vorgegebene Lenkbewegung kräftemäßig zu unterstützen, sondern die Aktivlenkung kann aktiv in die Übertragung des Lenkwinkels vom Lenkrad bis an die Räder eingreifen und beispielsweise die Räder überproportional oder unterproportional zu einem Lenkwinkel am Lenkrad einlenken.
  • In der DE 10 2005 036 708 A1 wird eine Stabilisierungsvorrichtung und ein Verfahren zur Fahrstabilisierung eines Fahrzeugs beschrieben, mit Lenkmitteln zur Beeinflussung eines Lenkwinkels gelenkter Räder des Fahrzeugs, und mit Stabilisierungsmitteln, die die Lenkmittel zur Fahrstabilisierung des Fahrzeugs steuern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise, eine elektromechanische Servolenkung sowie eine Aktivlenkung eines Kraftfahrzeugs für ein Aquaplaning-Fahrassistenzsystem zu nutzen, um einen Fahrer automatisiert beim Führen seines Kraftfahrzeugs in einer Aquaplaning-Fahrsituation zu unterstützen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Aquaplaning-Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das eine Schnittstelle zum Ansteuern einer elektromechanischen Servolenkung des Kraftfahrzeugs, eine Schnittstelle zum Ansteuern einer Aktivlenkung des Kraftfahrzeugs sowie Schnittstellen zu Sensoren, die eine Fahrsituation charakterisierende Parameter erfassen, aufweist. Das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem zeichnet sich dadurch aus, das es dazu ausgelegt ist, eine Aquaplaning-Fahrsituation anhand von erfassten die Fahrsituation charakterisierenden Parametern zu erkennen und dann daraufhin die Aktivlenkung dazu anzusteuern, durch den Fahrer an einem Lenkrad bewirkte Lenkbewegungen im Wesentlichen zu kompensieren und dadurch einen von einer Lenkung des Kraftfahrzeugs eingenommenen Lenkwinkel unabhängig von den vom Fahrer bewirkten Lenkbewegungen vorzugeben und außerdem die elektromechanische Servolenkung dazu anzusteuern, vom Fahrer am Lenkrad bewirkten Lenkbewegungen entgegenzuwirken.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ferner ein Verfahren zur automatisierten Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Kraftfahrzeugs in einer Aquaplaning-Fahrsituation vorgeschlagen, gemäß dem zunächst eine Fahrsituation charakterisierende Parameter erfasst und anhand dieser eine Aquaplaning-Fahrsituation erkannt wird und dann, analog wie bei dem oben beschriebenen Aquaplaning-Fahrassistenzsystem, sowohl die Aktivlenkung als auch die elektromechanische Servolenkung entsprechend angesteuert werden.
  • Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt mit computerlesbaren Anweisungen, die einen Computer dazu anleiten, ein solches Verfahren auszuführen, sowie ein computerlesbares Medium mit einem darauf gespeicherten entsprechenden Computerprogrammprodukt sowie ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, das zum Ausführen eines entsprechenden Verfahrens ausgelegt ist, vorgeschlagen.
  • Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
  • Obwohl bereits verschiedene aktive Fahrsicherheitssysteme wie zum Beispiel ESP (elektronisches Stabilisierungsprogramm) oder AFS bekannt sind und diese einzeln oder in Kombination bereits in vielen kritischen Fahrsituationen einem Fahrer helfen können, die Gewalt über sein Fahrzeug zu behalten, ist es bisher kaum gelungen, den Fahrer während einer Aquaplaning-Fahrsituation wirksam zu unterstützen. Insbesondere ist es nicht gelungen, ein Fahrassistenzsystem zu implementieren, das in einfacher und somit kostengünstiger und zuverlässiger Weise häufig bereits existierende Systeme in einem Fahrzeug benutzt beziehungsweise ansteuert, um auch in Aquaplaning-Fahrsituationen den Fahrer derart unterstützen, dass die Situation für ihn beherrschbar bleibt.
  • Es wurde beobachtet, dass ein ungeübter und insbesondere von einer Aquaplaning-Fahrsituation überraschter Fahrer während der Aquaplaning-Fahrsituation häufig reflexartig starke Lenkbewegungen am Lenkrad seines Fahrzeugs durchführt.
  • Während der Aquaplaning-Fahrsituation schwimmt ein oder mehrere der Räder des Kraftfahrzeugs auf einem Wasserfilm auf und verliert dadurch größtenteils einen Kraftschluss zur Fahrbahn. Dies wird vom Fahrer unter anderem über das Lenkrad erfasst, woraufhin der Fahrer häufig aufgrund der für ihn unerwarteten Rückkopplungseigenschaften der Lenkung zur Durchführung starker Lenkeinschläge neigt, welche jedoch aufgrund der stark verminderten Reibung zwischen den eingelenkten Rädern und der Fahrbahn nicht zu einem gewünschten Abfangen des scheinbar ausbrechenden Fahrzeugs führen. Allerdings können derart bewirkte hektische Lenkbewegungen dazu führen, dass die gelenkten Räder, sobald die Aquaplaning-Fahrsituation überwunden ist und die Räder wieder Haftung zur Fahrbahn aufnehmen, stark eingelenkt sind und ein Lenkwinkel sich stark von der aktuellen Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs unterscheidet, woraufhin das Fahrzeug von der Fahrbahn abgelenkt oder zum Schleudern gebracht werden kann.
  • Die Beobachtung, dass ein Fahrer bei einer plötzlich auftretenden Aquaplaning-Fahrsituation zu starken und gegebenenfalls negativ wirkenden Lenkbewegungen neigt, kann nun bei dem vorgeschlagenen Aquaplaning-Fahrassistenzsystem in zweifacher Weise genutzt werden.
  • Einerseits kann die in einem Kraftfahrzeug vorgesehene Aktivlenkung dazu angesteuert werden, den vom Fahrer am Lenkrad bewirkten Lenkbewegungen gezielt entgegen zu wirken und diese weitgehend zu kompensieren. Dabei kann ausgenutzt werden, dass die Aktivlenkung bei entsprechender Ansteuerung in der Lage ist, gegebenenfalls einen von der Lenkung des Fahrzeugs eingenommenen Lenkwinkel unabhängig von vom Fahrer bewirkten Lenkbewegungen einzustellen. Beim normalen Einsatz einer Aktivlenkung wird diese zwar meist dazu genutzt, vom Fahrer bewirkte Lenkbewegungen verstärkt oder abgeschwächt an die Lenkung des Kraftfahrzeugs weiterzugeben und entsprechend einen Lenkwinkel einzustellen, die Aktivlenkung ist jedoch auch dazu in der Lage, solche vom Fahrer vorgenommenen Lenkbewegungen zu erkennen und gezielt entgegengesetzt auf die Lenkung des Kraftfahrzeugs Einfluss zu nehmen, um die vom Fahrer bewirkten Lenkbewegungen zu kompensieren. Eine solche Kompensierung der vom Fahrer bewirkten Lenkbewegungen wirkt ähnlich, wie wenn das Lenkrad von der Lenkachse entkoppelt würde, solange die Aquaplaning-Fahrsituation andauert. Mit anderen Worten kann durch eine solche Kompensierung oder virtuelle Entkopplung des Lenkrads vermieden werden, dass ein von den Rädern des Fahrzeugs einzunehmender Lenkwinkel während der Aquaplaning-Fahrsituation den ansonsten unvorteilhaft wirkenden Lenkbewegungen durch den Fahrer folgt. Stattdessen kann der von der Lenkung des Kraftfahrzeugs einzunehmende Lenkwinkel gezielt in geeigneterer Weise vorgegeben werden, wie dies weiter unten detaillierter ausgeführt wird.
  • Andererseits kann die Beobachtung, dass vom Fahrer während einer Aquaplaning-Fahrsituation häufig starke Lenkbewegungen am Lenkrad bewirkt werden, auch gezielt dazu genutzt werden, um die Aquaplaning-Fahrsituation als solche zu erkennen. Mit anderen Worten können die die Fahrzeugsituation charakterisierenden Parameter, anhand derer die Aquaplaning-Fahrsituation erkannt werden soll, die vom Fahrer am Lenkrad bewirkten Lenkbewegungen umfassen.
  • Beispielsweise können die Lenkbewegungen am Lenkrad kontinuierlich auf das Auftreten bestimmter Lenkbewegungsmuster hin überwacht werden, wie sie vom Fahrer typischerweise während Aquaplaning-Fahrsituationen durchgeführt werden.
  • Alternativ oder ergänzend hierzu können die am Lenkrad bewirkten Lenkbewegungen auch kontinuierlich überwacht werden und in Relation beispielsweise zu anderen eine Fahrsituation charakterisierenden Parametern gesetzt werden. Beispielsweise können die am Lenkrad bewirkten Lenkbewegungen detektiert und in Relation zu daraufhin auftretenden Beschleunigungen auf das Fahrzeug gesetzt werden. Werden zum Beispiel starke Lenkbewegungen erkannt, gleichzeitig aber nur geringe Beschleunigungen auf das Fahrzeug trotz hoher Geschwindigkeiten desselben gemessen, kann darauf rückgeschlossen werden, dass die Lenkbewegungen am Lenkrad nicht tatsächlich zu entsprechenden Fahrrichtungsänderungen des Fahrzeugs führen und somit ein mangelhafter Kontakt zwischen den gelenkten Rädern und der Fahrbahn beispielsweise aufgrund einer Aquaplaning-Fahrsituation vorliegen kann.
  • Als weitere die Fahrsituation charakterisierende Parameter können beispielsweise eine Gierrate des Kraftfahrzeugs, eine Längsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und / oder ein oder mehrere Radgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs erfasst werden, um hierauf basierend eine Aquaplaning-Fahrsituation erkennen zu können. Solche Parameter können beispielsweise durch verschiedene in dem Fahrzeug vorgesehene Beschleunigungs- beziehungsweise Geschwindigkeitssensoren gemessen werden.
  • Insbesondere eine Auswertung mehrerer die Fahrzeugsituation charakterisierender Parameter kann ein zuverlässiges Erkennen einer Aquaplaning-Fahrsituation ermöglichen.
  • Zusätzlich zu der gezielten Ansteuerung der Aktivlenkung bei Erkennen einer Aquaplaning-Fahrsituation, um die am Lenkrad vom Fahrer bewirkten Lenkbewegungen zu kompensieren, wird bei dem vorgeschlagenen Aquaplaning-Fahrassistenzsystem auch vorgesehen, die elektromechanische Servolenkung des Kraftfahrzeugs zu nutzen und dazu anzusteuern, den vom Fahrer am Lenkrad bewirkten Lenkbewegungen entgegen zu wirken. Hierbei soll jedoch nicht wie bei der oben beschriebenen Ansteuerung der Aktivlenkung gezielt ein von der Lenkung des Kraftfahrzeugs eingenommener Lenkwinkel unabhängig von den vom Fahrer bewirkten Lenkbewegungen vorgegeben werden, sondern diesen Lenkbewegungen soll, für den Fahrer am Lenkrad spürbar, entgegengewirkt werden. Mit anderen Worten soll mithilfe der elektromechanischen Servolenkung gezielt eine Kraft auf das Lenkrad beziehungsweise eine mit diesem verbundenen Lenksäule ausgeübt werden, die den Lenkbewegungen des Fahrers entgegen wirkt und somit vom Fahrer als eine Art Lenkradverhärtung wahrgenommen wird. Bei einer solchen Lenkradverhärtung wird ein Lenkradmoment maximiert und somit ein vom Fahrer spürbarer Widerstand beim Gegenlenken gesteigert. Allerdings soll das von der elektromechanischen Servolenkung generierte Lenkradmoment derart gewählt sein, dass es von einem Durchschnittsfahrer überwunden werden kann.
  • Durch das Erhöhen des Lenkradmomentes beziehungsweise die Lenkradverhärtung kann dem Fahrer über das Lenkrad eine haptische Rückkopplung darüber gegeben werden, dass sich das Fahrzeug gerade in einer Aquaplaning-Fahrsituation befindet und starke Lenkbewegungen am Lenkrad somit nicht zuträglich sind.
  • Ergänzend kann das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem dazu ausgebildet sein, bei Erkennen einer Aquaplaning-Fahrsituation eine Ausgabe eines Warnhinweises an den Fahrer zu bewirken. Ein solcher Warnhinweis kann beispielsweise visuell, beispielsweise durch ein Lämpchen oder ein Icon am Armaturenbrett des Fahrzeugs, bewirkt werden. Der Warnhinweis kann alternativ auch beispielsweise als hörbarer Alarm bewirkt werden. Das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem kann dabei entweder selbst über entsprechende Ausgabemittel beispielsweise in Form von Anzeigen oder Lautsprechern verfügen oder solche extern vorzusehenden Ausgabemittel lediglich geeignet ansteuern.
  • Um zum Beispiel zu verhindern, dass das Kraftfahrzeug nach Beenden der Aquaplaning-Fahrsituation durch eine nachteilig eingeschlagene Lenkung bei Wiedererlangen des Kraftschlusses zwischen den gelenkten Rädern und der Fahrbahn ins Schleudern gerät, kann das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem ferner dazu ausgelegt sein, ein Enden der Aquaplaning-Fahrsituation zu erkennen und daraufhin die Aktivlenkung dazu anzusteuern, einen von der Lenkung des Kraftfahrzeugs eingenommenen Lenkwinkel gemäß einer vor Auftreten der Aquaplaning-Fahrsituation ermittelten Fahrtrajektorie einzustellen.
  • Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem selbst oder ein anderes System des Kraftfahrzeugs permanent eine Bewegungsrichtung beziehungsweise eine Fahrtrajektorie des Fahrzeugs überwacht, und dass die Fahrtrajektorie bei Erkennen einer Aquaplaning-Fahrsituation erkannt und gegebenenfalls abgespeichert werden kann. Eine solche Information kann dann genutzt werden, um mithilfe der Aktivlenkung den von der Lenkung des Kraftfahrzeugs eingenommenen Lenkwinkel gegebenenfalls nicht nur während der Aquaplaning-Fahrsituation starr zu halten und Lenkbewegungen des Fahrers im Wesentlichen zu kompensieren, sondern die Lenkung sogar gezielt derart anzusteuern, dass der Lenkwinkel und somit die von der Lenkung eingeschlagenen Räder des Kraftfahrzeugs entsprechend der zuvor ermittelten Fahrtrajektorie eingestellt werden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass bei Wiedererlangen des Kraftschlusses zwischen den Rädern und der Fahrbahn nach der Aquaplaning-Fahrsituation übermäßige Querkräfte auf das Fahrzeug ausgeübt werden und dieses eventuell ins Schleudern kommt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung hierin teilweise mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Aquaplaning-Fahrassistenzsystem und teilweise mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren zur automatisierten Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Kraftfahrzeugs in einer Aquaplaning-Fahrsituation beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die beschriebenen Merkmale in geeigneter Weise kombiniert oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen und gegebenenfalls Synergieeffekten gelangen zu können.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei weder die Zeichnung noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einem Aquaplaning-Fahrassistenzsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Zeichnung ist lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100, das mit einem erfindungsgemäßen Aquaplaning-Fahrassistenzsystem 3 ausgestattet ist. Das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem 3 kann beispielsweise in einem Steuergerät 2 implementiert sein, das dazu ausgelegt ist, eine elektromechanische Servolenkung 7 und / oder eine Aktivlenkung 5 des Kraftfahrzeugs 100 zu steuern. Alternativ kann das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem auch in einem separaten Steuergerät implementiert sein.
  • Das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem 3 verfügt über eine Schnittstelle 6 zum Ansteuern der elektromechanischen Servolenkung 7 sowie über eine Schnittstelle 4 zum Ansteuern der Aktivlenkung 5. Ferner verfügt es über mehrere Schnittstellen 10, 12, 14, 16 hin zu Sensoren wie zum Beispiel einem Lenkradsensor 11, mithilfe dessen vom Fahrer am Lenkrad bewirkte Lenkbewegungen, insbesondere Lenkradwinkel und Lenkradmoment, gemessen werden können, einem Gierratensensor 13, einem Querbeschleunigungssensor 15 und weiteren Sensoren, mithilfe derer eine aktuelle Geschwindigkeit eines Rades 17 oder eine Längsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt werden können. Solche Sensoren können Parameter messen, die für eine aktuelle Fahrsituation des Kraftfahrzeugs charakteristisch sein können.
  • Anhand von Daten und Signalen, die das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem 3 von den verschiedenen Sensoren 11, 13, 15 erhält und die eine aktuelle Fahrsituation charakterisieren können, kann das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem eine Aquaplaning-Fahrsituation erkennen. Beispielsweise kann das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem 3 die Daten mit zuvor bestimmten Datenmustern oder Grenzwerten vergleichen, um zu erkennen, wenn Räder 17 des Kraftfahrzeugs 100 eine Haftung mit der Fahrbahn aufgrund von beispielsweise Aquaplaning verlieren.
  • Erkennt das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem 3 auf diese Weise eine Aquaplaning-Fahrsituation, steuert es über die Schnittstelle 4 die Aktivlenkung 5 dazu an, vom Fahrer am Lenkrad 9 bewirkte Lenkbewegungen im Wesentlichen zu kompensieren, so dass die Räder 17 diesen vom Fahrer wahrscheinlich reflexartig durchgeführten Lenkbewegungen nicht folgen. Stattdessen kann das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem 3 durch gezieltes Ansteuern der Aktivlenkung 5 einen von der Lenkung des Kraftfahrzeugs eingenommenen Lenkwinkel, das heißt einen Einschlagwinkel der gelenkten Räder 17, unabhängig von den vom Fahrer bewirkten Lenkbewegungen vorgeben und beispielsweise die Aktivlenkung 5 dazu ansteuern, den Lenkwinkel so einzustellen, dass er einer Fahrtrajektorie des Kraftfahrzeugs 100 vor Auftreten der Aquaplaning-Fahrsituation entspricht.
  • Zusätzlich wird bei Erkennen der Aquaplaning-Fahrsituation die elektromechanische Servolenkung 7 von dem Aquaplaning-Fahrassistenzsystem 3 über die Schnittstelle 6 dazu angesteuert, vom Fahrer am Lenkrad 9 bewirkten Lenkbewegungen entgegenzusteuern, das heißt über die elektromechanische Servolenkung 7 derart eine Kraft auf eine mit dem Lenkrad 9 verbundene Lenksäule 19 auszuüben, dass dem Fahrer das Gefühl einer Lenkradverhärtung vermittelt wird.
  • Das vorgestellte Aquaplaning-Fahrassistenzsystem 3 beziehungsweise das von diesem auszuführende Verfahren zur automatisierten Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Kraftfahrzeugs in einer Aquaplaning-Fahrsituation ist vornehmlich als Assistenzfunktion, nicht jedoch als Stabilisierungsfunktion zu verstehen. Das heißt, ein Untersteuern in Form eines „aus der Kurve Herausgleiten“ oder ein Übersteuern in Form eines Schleuderns des Fahrzeuges wird durch die Assistenzfunktion nicht aktiv verhindert. Falls das Fahrzeug vor dem Aquaplaning instabil war bzw. vom Kurvenkurs abwich, wird der Assistent in der Regel nichts bewirken können. Außerdem ist die Assistent-Funktion als reine Steuerung (feed forward control) zu verstehen. Das heißt, es gibt keine Rückkopplung gemessener Fahrzeugzustände auf die Steuersignale, im Unterschied zu einer Stabilisierungsfunktion, die üblicherweise als eine Regelung (feed back control) entworfen wird.
  • Das vorgeschlagene Aquaplaning-Fahrassistenzsystem 3 kann insbesondere als verhältnismäßig einfach zu implementierende Steuerung ausgestaltet werden und sich bereits existierender und in modernen Fahrzeugen meist zu anderen Zwecken vorgesehener Komponenten wie zum Beispiel der elektromechanischen Servolenkung 7 und der Aktivlenkung 5 bedienen, um durch deren geschickte Ansteuerung während einer Aquaplaning-Fahrsituation einen Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs zu unterstützen, insbesondere zu Vermeiden, dass der Fahrer unkontrolliert durch ungeeignete Lenkbewegungen das Kraftfahrzeug 100 außer Kontrolle geraten lässt. Das vorgeschlagene Aquaplaning-Fahrassistenzsystem 3 braucht jedoch keine Rückkopplung (feedback) beispielsweise über zum Beispiel aktuell an den Rädern 17 auftretende Kräfte und muss somit nicht als komplexe Regelung ausgelegt sein, sondern kann lediglich als Steuerung implementiert sein.
  • 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 102005036708 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Aquaplaning-Fahrassistenzsystem (3) für ein Kraftfahrzeug (100), aufweisend: eine Schnittstelle (6) zum Ansteuern einer elektromechanischen Servolenkung (7) des Kraftfahrzeugs (100); eine Schnittstelle (4) zum Ansteuern einer Aktivlenkung (5) des Kraftfahrzeugs (100); Schnittstellen (10, 12, 14) zu Sensoren (11, 13, 15), die eine Fahrsituation charakterisierende Parameter erfassen; dadurch gekennzeichnet, dass das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem (3) dazu ausgelegt ist: eine Aquaplaning-Fahrsituation anhand von erfassten die Fahrsituation charakterisierenden Parameter zu erkennen; bei Erkennen der Aquaplaning-Fahrsituation die Aktivlenkung (5) dazu anzusteuern, durch den Fahrer an einem Lenkrad (9) bewirkte Lenkbewegungen im Wesentlichen zu kompensieren und dadurch einen von einer Lenkung des Kraftfahrzeugs (100) eingenommenen Lenkwinkel unabhängig von den vom Fahrer bewirkten Lenkbewegungen vorzugeben; und bei Erkennen der Aquaplaning-Fahrsituation die elektromechanische Servolenkung (7) dazu anzusteuern, vom Fahrer am Lenkrad (9) bewirkten Lenkbewegungen entgegenzuwirken.
  2. Aquaplaning-Fahrassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei die die Fahrsituation charakterisierenden Parameter die vom Fahrer am Lenkrad (9) bewirkten Lenkbewegungen umfassen.
  3. Aquaplaning-Fahrassistenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die die Fahrsituation charakterisierenden Parameter eine Gierrate des Kraftfahrzeugs (100), eine Längsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und/oder ein oder mehrere Radgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs umfassen.
  4. Aquaplaning-Fahrassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem (3) ferner dazu ausgelegt ist, bei Erkennen der Aquaplaning-Fahrsituation eine Ausgabe eines Warnhinweises an einen Fahrer zu bewirken.
  5. Aquaplaning-Fahrassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Aquaplaning-Fahrassistenzsystem (3) ferner dazu ausgelegt ist, bei Erkennen eines Endens der Aquaplaning-Fahrsituation die Aktivlenkung (5) dazu anzusteuern, einen von einer Lenkung des Kraftfahrzeugs (100) eingenommenen Lenkwinkel gemäß einer vor Auftreten der Aquaplaning-Fahrsituation ermittelten Fahrtrajektorie einzustellen.
  6. Verfahren zur automatisierten Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Kraftfahrzeugs (100) in einer Aquaplaning-Fahrsituation, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen von eine Fahrsituation charakterisierenden Parameter; Erkennen einer Aquaplaning-Fahrsituation anhand der erfassten die Fahrsituation charakterisierenden Parametern; bei Erkennen der Aquaplaning-Fahrsituation, Ansteuern einer Aktivlenkung (5) des Fahrzeugs (100) dazu, durch den Fahrer an einem Lenkrad (9) bewirkte Lenkbewegungen im Wesentlichen zu kompensieren und dadurch einen von einer Lenkung des Kraftfahrzeugs eingenommenen Lenkwinkel unabhängig von den vom Fahrer bewirkten Lenkbewegungen vorzugeben; und bei Erkennen der Aquaplaning-Fahrsituation, Ansteuern einer elektromechanischen Servolenkung (7) des Kraftfahrzeugs (100) dazu, vom Fahrer am Lenkrad (9) bewirkten Lenkbewegungen entgegenzuwirken.
  7. Computerprogrammprodukt mit computerlesbaren Anweisungen, die einen Computer dazu anleiten, ein Verfahren gemäß Anspruch 6 auszuführen.
  8. Computerlesbares Medium mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 7.
  9. Steuergerät (2) für ein Kraftfahrzeug (100), wobei das Steuergerät (2) dazu ausgeführt ist, eine elektromechanische Servolenkung (7) des Kraftfahrzeugs (100) und/oder eine Aktivlenkung (5) des Kraftfahrzeugs (100) zu steuern und ferner ein Verfahren gemäß Anspruch 6 auszuführen.
  10. Kraftfahrzeug (100) mit einem Aquaplaning-Fahrassistenzsystem (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
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