-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Einspurfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben des Fahrzeugs sowie ein entsprechendes Fahrzeug.
-
Stand der Technik
-
Aufgrund der typischen Unfälle von Einspurfahrzeugen wie Motorrädern oder Fahrrädern ist eine Option zur Steigerung der Fahrsicherheit von großem Interesse. Für moderne Motorräder werden in zunehmendem Maße Regelsysteme für die Bremsanlage, die Antriebsvorrichtung und das Fahrzeug angeboten, die von dem Fahrer des Fahrzeugs in verschiedenen Betriebsmodi eingestellt werden können. So sind beispielsweise Betriebsmodi bekannt, die auf das Fahren auf nasser Fahrbahn, auf ein sportliches Fahren, auf ein Rennfahren oder auf ein komfortables Fahren ausgelegt sind. Der Fahrer des Fahrzeugs wählt diese Einstellungen dazu nach seiner Selbsteinschätzung aus, um den Betrieb möglichst sicher zu gewährleisten. Die Systeme verfügen dabei über eine vielfältige Sensorik für die Fahrzeugstabilisierung während der Fahrt. Da jedoch der Fahrer selbst die Einschätzung des zu wählenden Betriebsmodus beziehungsweise seiner Fahrfähigkeiten vornehmen muss, stellt er selbst die größte Gefahrenquelle dar.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass auf die Selbsteinschätzung des Fahrers durch ein automatisches System verzichtet werden kann. Zumindest ist es möglich, die Selbsteinschätzung des Fahrers durch das System zu unterstützen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dem Fahrer automatisch eine Warnmeldung ausgegeben, wenn er sich bei der Beurteilung einer Fahrsituation verschätzt hat. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass zunächst der Fahrbetrieb des Fahrzeugs überwacht und wenigstens ein aktueller Parameter eines Fahrverhaltens des Fahrers sowie wenigstens ein eine aktuelle Fahrsituation beschreibender Situationsparameter des Fahrzeugs umfasst werden. In Abhängigkeit von der erfassten Fahrsituation wird ein Normalbereich, in welchem sich der wenigstens eine Parameter im Wesentlichen bewegt, ermittelt. Dann wird die Anzahl der Ereignisse, bei denen der erfasste Parameter den zuvor ermittelten Normbereich verlässt, erfasst und in Abhängigkeit der Anzahl der Ereignisse eine Warnmeldung an den Fahrer ausgegeben. Insbesondere wird die Warnmeldung dann ausgegeben, wenn die Anzahl der Ereignisse einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. Es ist somit ein Fehlerzähler vorgesehen, der erfasst, wie oft der Parameter des Fahrverhaltens des Fahrers den Normalbereich verlässt, wobei der Normalbereich durch das Verhalten des Fahrers selbst definiert wurde. Dadurch lässt sich eine fahrerindividuelle Aussage über die Folge seines aktuellen Fahrverhaltens bezüglich der Stabilität oder Instabilität des Fahrzeugs in einer aktuellen Fahrsituation treffen. Durch das Ausgeben der Warnmeldung kann der Fahrer schnell reagieren und eine Gefahrensituation vermeiden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Situationsparameter eine Schräglage des Fahrzeugs, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine auf das Fahrzeug wirkende Querkraft, ein Drehmoment einer Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs, ein Betriebszustand einer Bremsanlage des Fahrzeugs und/oder eine Fahrwerkbeanspruchung erfasst werden. Diese Situationsparameter ergeben sich im Grund genommen auch aus dem Fahrverhalten des Fahrers, werden jedoch durch die Fahrstrecke, andere Verkehrsteilnehmer oder die aktuelle Witterung bedingt. Wird beispielsweise erfasst, dass bei einer bestimmten Schräglage des Fahrzeugs der Fahrer die Bremsanlage für seine Verhältnisse unnormal oft betätigt, so kann darauf geschlossen werden, dass sich der Fahrer bei der Geschwindigkeit, mit der er in die Kurve eingefahren ist, verschätzt hat.
-
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass als Parameter eine Betätigung eines Drehmomentgebers, insbesondere eines Gaspedals oder Gasgriffs, der Bremsanlage, einer Lenkeinrichtung und/oder eine Veränderung einer Schräglage des Fahrzeugs erfasst werden. Wird einer oder werden mehrere dieser Parameter in einer bestimmten Fahrsituation über die Norm verändert, beispielsweise schneller eingestellt als üblich, so wird wiederum auf eine Gefahrensituation erkannt, die der Fahrer unterschätzt hat, und infolge dessen eine Warnmeldung an den Fahrer ausgegeben. Außerdem wird dadurch erreicht, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers erfasst werden kann. In Abhängigkeit der Häufigkeit und/oder Geschwindigkeit, in welcher der Fahrer einen Parameter seines Fahrverhaltens ändert, kann darauf erkannt werden, ob der Fahrer aufmerksam oder beispielsweise müde ist. Wird darauf erkannt, dass der Fahrer müde ist, beispielsweise weil in bestimmten Fahrsituationen kurze, aber dafür heftige Eingriffe in das Fahrverhalten durch den Fahrer erfolgen, so wird bevorzugt der Grenzwert, der zur Auslösung der Warnmeldung dient, verringert, um die Fahrsicherheit durch das frühere Ausgeben einer Warnmeldung zu erhöhen.
-
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass als Situationsparameter Daten eines Navigationssystems des Fahrzeugs erfasst werden. Anhand der Daten kann beispielsweise ein Streckenverlauf erkannt werden, welcher zur Auslegung der von dem Fahrer durchgeführten Betätigungen und deren Relevanz beziehungsweise Dringlichkeit berücksichtigt wird.
-
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Grenzwert in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen, insbesondere in Abhängigkeit von einer Fahrbahnbeschaffenheit und/oder des Wetters angepasst wird. Geht beispielsweise aus den Daten des Navigationssystems hervor, dass sich der Fahrbahnuntergrund ändert, so kann der Grenzwert höher oder niedriger gesetzt werden, je nachdem, ob der Fahrbahnuntergrund griffiger oder weniger griffig für das Fahrzeug ist. Durch das Berücksichtigen des Wetters, das beispielsweise durch einen Regensensor und/oder einen Temperatursensor und/oder durch Abfragen von Wetterdaten eines Internetdienstes erfasst werden kann, kann ebenfalls auf die Beschaffenheit des Fahrbahnbelags, insbesondere auf vorhandene Nässe geschlossen und der Grenzwert entsprechend angepasst werden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von dem Fahrverhalten und der Fahrsituation zusätzlich zu der Ausgabe der Warnmeldung in dem Betrieb des Fahrzeugs zur Vermeidung einer Gefahrensituation automatisch eingegriffen wird. Bei diesem Eingriff kann es sich beispielsweise um einen Bremseingriff wie bei einem ESP-/ABS-System handeln. Dadurch kann die Fahrsicherheit für den Fahrer weiter optimiert werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Eingriff in das Fahrverhalten in Abhängigkeit von dem Fahrverhalten des Fahrers derart erfolgt, dass der Eingriff nur dann durchgeführt wird, wenn auf einen erfahrenen Fahrer erkannt wird, der mit einem derartigen Eingriff zurechtkommt. Bei Einspurfahrzeugen wird dadurch verhindert, dass ein ungeübter Fahrer durch den automatischen Eingriff überrascht wird und aufgrund einer falschen Reaktion beispielsweise das Gleichgewicht verliert.
-
Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass das Fahrverhalten des Fahrers in Abhängigkeit von der Fahrsituation und in Abhängigkeit von den Daten des Navigationssystems über einen vorgebbaren Zeitraum zur späteren Auswertung gespeichert wird. Dadurch ist es möglich, dass der Fahrer im Rennsport beispielsweise nach der Durchführung eines Rennens oder einer Testfahrt sein Fahrverhalten in Bezug auf die Strecke untersuchen und auswerten kann. Dadurch wird dem Fahrer die Möglichkeit gegeben, im Nachhinein sein Fahrverhalten gezielt zu optimieren.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich durch Mittel zum Überwachen des Fahrbetriebs des Fahrzeugs sowie ein speziell hergerichtetes Steuergerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus. Die Mittel weisen zweckmäßigerweise einen oder mehrere Sensoren zum Erfassen der Fahrsituation und des Fahrverhaltens des Fahrers auf. Das Steuergerät wertet die erfassten Daten aus, und gibt gegebenenfalls gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Warnmeldung aus beziehungsweise steuert eine Warneinrichtung zum Ausgeben der Warnmeldung entsprechend an.
-
Das erfindungsgemäße Einspurfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Es ergeben sich dadurch die bereits genannten Vorteile.
-
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigen:
-
1 ein Motorrad in einer vereinfachten Darstellung,
-
2 ein vereinfachtes Beobachtermodell zum Erfassen von Situationsparametern,
-
3 ein vereinfachtes Beobachtermodell zum Erfassen von Parametern eines Fahrverhaltens eines Fahrers des Motorrads und
-
4 ein System zur Unfall- und Sturzvermeidung auf Basis der Beobachtermodelle in einer vereinfachten Darstellung.
-
1 zeigt in einer Seitenansicht ein Fahrzeug 1, das als Motorrad ausgebildet ist und insofern ein Einspurfahrzeug darstellt. Das Fahrzeug 1 weist dazu ein Fahrgestellt 2 auf, auf welchem ein Fahrer 3 Platz nehmen kann, sowie ein lenkbares Vorderrad 4 und ein antreibbares Hinterrad 5. Weiterhin weist das Fahrzeug 1 eine Vorrichtung 6 auf, die ein Fahrsicherheitssystem darstellt, was im Folgenden näher beschrieben werden soll.
-
Die Vorrichtung 6 erfasst im Betrieb des Fahrzeugs 1 Daten bezüglich der jeweiligen Fahrsituation sowie des Fahrverhaltens des Fahrers in der jeweiligen Fahrsituation.
-
2 zeigt hierzu ein vereinfachtes erstes Beobachtermodell der Vorrichtung 6. Dieses überwacht Fahrdynamikdaten 7 des Fahrzeugs 1, die in der 2 als beispielhafte Diagramme dargestellt sind. Bei den Fahrdynamikdaten handelt es sich insbesondere um die Schräglage des Fahrzeugs, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, ein von der Antriebsvorrichtung bereitgestelltes Drehmoment des Fahrzeugs sowie der Betriebszustand einer Bremsanlage und/oder einer Fahrwerksbeanspruchung. Aus diesen Daten ermittelt das erste Beobachtermodell 8 Situationsparameter 9, 10, 11 und 12, die die aktuelle Fahrsituation des Fahrzeugs 1 beschreiben. So werden vorliegend beispielsweise als Situationsparameter 9 die Schräglage des Fahrzeugs, als Situationsparameter 11 das von der Antriebsvorrichtung vorgegebene Drehmoment und als Situationsparameter 12 eine Fahrwerksbeanspruchung erfasst.
-
3 zeigt ein zweites Beobachtermodell 13, welches anhand der Fahrdynamikdaten 7 aktuelle Parameter eines Fahrverhaltens des Fahrers 3 erfasst. Vorzugsweise werden dabei gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Parameter 13 die Häufigkeit einer Bremsbetätigung durch den Fahrer, als Parameter 14 durch den Fahrer durchgeführte Schräglagenkorrekturen, als Parameter 15 die Dynamik einer Drosselklappenbetätigung beziehungsweise der Betätigung eines Momentengebers (Gasgriff oder Gaspedal) und als Parameter 16 Beschleunigungen und/oder Verzögerungen bei einer Kurvenfahrt erfasst. Dass sich das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt befindet, kann insbesondere anhand der Schräglage oder eines von dem Lenkwinkelsensor erfassten Wertes bestimmt werden.
-
Aus den erfassten Parametern 13 bis 16 wird in Abhängigkeit der Situationsparameter 9 bis 12 ein normales Verhalten des Fahrers ermittelt, wobei ein Normalbetrieb und ein normales Verhalten des Fahrers dann vorliegen, wenn sich die Parameter 13 bis 16 in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation wiederholend in einem ähnlichen Bereich befinden. Sobald ein Parameter den dadurch ermittelten Normalbereich verlässt, wird ein Fehler gezählt. Im Betrieb werden daher durch die Vorrichtung die Fehler der Paramater in der jeweiligen Fahrsituation erfasst. Wird dabei erkannt, dass ein Paramater ungewöhnlich oft den Normalbereich verlässt, so wird auf einen kritischen Zustand des Fahrers, beispielsweise auf eine hohe Müdigkeit, geschlossen.
-
4 zeigt hierzu die Funktion der Vorrichtung 6 in einer vereinfachten Darstellung, wobei von den Beobachtermodellen 8 und 9 schematisch die Situationsparameter 9 bis 12 beziehungsweise 13 bis 16 als Bereichsgrenzen vereinfachet dargestellt sind. Weiterhin ist eine Ausgabeschnittstelle 21 der Vorrichtung 6 gezeigt, die insbesondere eine Anzeigevorrichtung, insbesondere ein Display und/oder eine akustische Einrichtung aufweist. Erfasst das Beobachtermodell 13, dass die Fehleranzahl eines bestimmten Parameters, vorliegend der Parameter 13 und 16 einen vorgebbaren Grenzwert jeweils überschreitet, wird darauf erkannt, dass sich das Fahrerverhalten des Fahrers bezüglich dieser Parameter außerhalb des Normalbereichs befindet, wie durch die beabstandeten Bereichsgrenzen 13 und 15 in 4 angedeutet. Als Folge dessen gibt die Vorrichtung 6 durch die Ausgabeschnittstelle 21 eine Warnmeldung 18, beispielsweise akustisch oder visuell an den Fahrer aus, so dass dieser auf die Gefahr, beispielsweise auf seine Übermüdung, aufmerksam gemacht wird. Auch ist es denkbar, aktiv in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 einzugreifen. Dazu weist die Vorrichtung 6 bevorzugt eine Schnittstelle 19 auf, durch welche Steuerbefehle beispielsweise an ein Motorsteuergerät oder an ein Bremssteuergerät ausgegeben werden können. Vorteilhafterweise wird der Eingriff durch die Ausgabeschnittstelle 21 angezeigt.
-
Die Vorrichtung 6 definiert somit aus den Fahrdynamikdaten des Fahrzeugs und des Fahrers einen sicheren Parameterraum. Verlässt der Fahrer mehrfach diesen Parameterraum (Fehlerzahl), wobei die Fehlerzahlen 20 bevorzugt ebenfalls durch die Ausgabeschnittstelle 21 angezeigt werden, können die Fahrzeugeinstellungen darauf angepasst und eine Warnung ausgelöst werden. Bei risikoreichen Situationen greift die Vorrichtung 6 bevorzugt in die Fahrzeugsteuerung ein, um einen Unfall zu vermeiden oder abzumildern.
-
Vorzugsweise wertet die Vorrichtung 6 außerdem Daten eines Navigationssystems 17 des Fahrzeugs 1 aus. Insbesondere werden die erfassten Parameter 9 bis 16 in Abhängigkeit von Positionsdaten des Navigationssystems gespeichert. Dadurch kann zum einen ein Abweichen von dem Normalbereich der Parameter in Abhängigkeit der Fahrposition des Fahrzeugs ausgewertet werden. Darüber hinaus wird dem Fahrer die Möglichkeit gegeben, nachträglich den Fahrbetrieb auszuwerten und die kritischen Situationen zu erkennen, um beispielsweise sein Fahrverhalten zu optimieren. Der Datenzugang wird bevorzugt verschlüsselt mittels Kennwort gesichert.
-
Die Ausgabeschnittstelle 21 ist vorteilhafterweise dazu ausgebildet, die oben beschriebenen Daten 18 bis 20 sowie wählbar die Informationen 9 bis 12 und 13 bis 16 auszugeben beziehungsweise anzuzeigen.
-
Gegenüber festen Systemeingriffsgrenzen, wie sie bei herkömmlichen Regelsystemen angewendet werden, wird die individuelle Fahrfähigkeit ermittelt und für die nachfolgenden Systemfunktionen als Grundlage genutzt. Damit wird der individuellen Sicherheitsgrenze Rechnung getragen, ohne Beschränkung der erwarteten Fahrtleistung. Insbesondere eine Verringerung der Aufmerksamkeit durch Ermüdung wird in die Betrachtung vorteilhaft eingebunden. Die Anpassung der Fahrzeugparameter folgt entsprechend der Fahrfähigkeiten. Mit zunehmender Erfahrung werden die individuellen Fahrdynamikdaten adaptiert. Längere Pausen in der Nutzung des Fahrzeugs führen vorzugsweise zur Rücksetzung der letzten Datenrahmen.
-
Durch das Auswerten der Fehlerzahl der Parameterdaten lässt sich eine Prädiktion für beginnende Instabilität des Fahrzeugs ableiten.
-
Als weitere Parameter können beispielsweise die Körperhaltung oder Köperdynamik des Fahrers, der Bremszeitpunkt in Bezug auf eine Kurve, ein Ein- und Ausleiten einer Kurvenfahrt, eine Bremshäufigkeit, insbesondere in einer Kurvenfahrt, eine Sitzposition des Fahrers, ein Beschleunigungsverhalten in der Kurve, sowie eine Fahrspurwahl oder eine Stabilität in Schräglage des Fahrzeugs erfasst und entsprechend ausgewertet werden. Die Eingangsgrößen beziehungsweise Parameter werden für die Beobachtung in Bezug zur Fahrsituation bewertet, wobei es nicht ein Kriterium als messbare Größe, sondern vielmehr eine Verknüpfung einer Vielzahl von Bewegungsabläufen und Zuständen, die zu der entsprechenden Einschätzung führen, ausgewertet werden. Vereinfacht gesagt ist der harmonische Fahrverlauf mit angepasster Geschwindigkeit, minimalen Schräglagenkorrekturen und den richtigen Bremsmanövern zur richtigen Zeit ein Maß für die Fahrfähigkeiten des Fahrers. Diese Idealform ist jedoch sehr individuell verschieden und nicht pauschal an festen Werten zu messen. Fahrer insbesondere von Zweiradfahrzeugen haben sich im Laufe der Zeit einen Fundus an Fähigkeiten erarbeitet, aus denen sie die Situation beherrschen können. Eine harte Bremsung oder ein sehr schneller Schräglagenwechsel muss nicht zwangsläufig eine Überschreitung der Fahrfähigkeiten darstellen, solange sie im Rahmen der Erfahrung liegen. Dazu werden auch die technischen Möglichkeiten des Fahrzeugs in entsprechender Weise genutzt. Die Betätigung eines Gasgriffs beziehungsweise einer Drosselklappe oder der Druckaufbau in der Bremse tragen die Handschrift des Fahrers 3. Die Art und Weise, wie die Motorleistung eingesetzt und das Fahrwerk beansprucht werden, sind ebenfalls ein Merkmal des sogenannten Fahrstils. Das bedeutet, dass die Eigenschaften des Fahrzeugs auch an den Fahrstil des Fahrers angepasst werden könnten. Die Reaktion des Fahrzeugnutzers ist, dass das Fahrzeug sich so verhält, wie er es erwartet. Das gibt die Sicherheit, nicht überrascht zu werden.
-
Durch die Vorrichtung 6 wird über einen längeren Zeitraum durch Auswertung der individuellen Parameter und Situationsparameter eine Fahrsicherheitszone beziehungsweise ein sicherer Bereich ermittelt/bestimmt. Dies ist der Bereich, in dem sich die Bewegungsabläufe mit hoher Wahrscheinlichkeit immer ähnlich sind. Als Fahrfehler kann der Zustand definiert werden, der in Verbindung mit allen anderen Kriterien eine Instabilität der Fahrdynamik hervorruft. Er wird vorliegend durch die Anzahl der Fehler der einzelnen Parameter bestimmt. Ein gutes Beispiel dafür ist die mehrfache Korrektur der Schräglage und Geschwindigkeit in einer Kurvenfahrt. Ursache kann sein, dass der Straßenverlauf unterschätzt wurde, die gewählte Eingangsgeschwindigkeit zu hoch war, die Vergrößerung der Schräglage als unsicher empfunden oder ein anderer Verkehrsteilnehmer nicht in die Linienführung einbezogen wurde. Dabei ist ein einmaliges Überschreiten des individuellen sicheren beziehungsweise Normalbereichs noch kein verlässliches Indiz. Häufen sich jedoch mit der Zeit die Fehler, wie es beispielsweise häufig aufgrund von Müdigkeit vorkommt, dann ist der Beginn einer Gefährdung gegeben. Aus der Schnelligkeit der Reaktion und der Anpassung im weiteren Verlauf kann daher auch auf die Aufmerksamkeit des Fahrers beziehungsweise auf dessen Ermüdungserscheinungen geschlossen werden.
