DE102014209242A1

DE102014209242A1 - Notfallausweichmanöversystem für ein mindestens ein Lenksystem aufweisendes Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014209242A1
Application number: DE102014209242.6A
Authority: DE
Inventors: Jitendra Shah; Christoph Arndt; Peter Zegelaar; Sabine NOTELAERS
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2015-11-19

Abstract

Notfallausweichmanöversystem für ein mindestens ein Lenksystem aufweisendes Kraftfahrzeug, umfassend – mindestens eine Erfassungseinheit zum Erfassen von Fahrzeugparametern und des Fahrzeugumfelds, sowie – mindestens eine Auswertungseinheit zum Zusammenführen der von der Erfassungseinheit erfassten Bedingungen in Form von Daten und Informationen und zum Bewerten der erfassten Bedingungen bzw. der Daten und Informationen hinsichtlich des jeweiligen Gefährdungspotentials, wobei die Auswerteeinheit mindestens ein Ausweichmanöver unterstützendes Fahrmanöver aus den Daten und Informationen ermittelt, wobei bei oder nach Einleiten eines Ausweichmanövers durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs ein das durch den Fahrer eingeleitete Ausweichmanöver unterstützendes Fahrmanöver vorgegeben wird, das jederzeit vom Fahrer übersteuert werden kann, wobei bei der Bestimmung des unterstützenden Fahrmanövers der Zustand und /oder das Fahrverhalten des Fahrers einfließt, wozu dieser mittels einer Überwachungseinheit überwacht wird und die Daten und Informationen in die mindestens eine Auswertungseinheit einfließen, und die mindestens eine Erfassungseinheit Einstellungen weiterer Systeme im Kraftfahrzeug erfasst und diese in der Auswertungseinheit berücksichtigt werden sowie eine Abstimmungseinheit der Auswertungseinheit daraufhin eine Abstimmung mit diesen weiteren System durchführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Notfallausweichmanöversystem für ein mindestens ein Lenksystem aufweisendes Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Erfassungseinheit zum Erfassen von Fahrzeugparametern und des Fahrzeugumfelds, sowie mindestens eine Auswertungseinheit zum Zusammenführen der von der Erfassungseinheit erfassten Bedingungen in Form von Daten und Informationen und zum Bewerten der erfassten Bedingungen bzw. der Daten und Informationen hinsichtlich des jeweiligen Gefährdungspotentials, wobei die Auswerteeinheit mindestens ein Ausweichmanöver unterstützendes Fahrmanöver aus den Daten und Informationen ermittelt, wobei bei oder nach Einleiten eines Ausweichmanövers durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs ein das durch den Fahrer eingeleitete Ausweichmanöver unterstützendes Fahrmanöver vorgegeben wird, das jederzeit vom Fahrer übersteuert werden kann.
Es ist bekannt moderne Kraftfahrzeuge mit sogenannten Assistenten auszurüsten, die dem Fahrer das Führen des Fahrzeugs insbesondere in kritischen Situationen erleichtern und teils sogar überhaupt beherrschen lassen.
Unter anderem ist eine sogenannte Emergency Steer Assist Funktionalität bekannt, die den Fahrer bei einem Notfallausweichmanöver unterstützt, so dass trotz des plötzlichen Lenkeinschlags das Fahrzeug beherrschbar bleibt, auch bei hohen Geschwindigkeiten.
So beschreibt die EP 1 735 187 A1 einen Assistenten, der den Fahrer beim oder nach dem Notfallausweichmanöver durch eine Vorgabe unterstützt, die aber übersteuert werden kann.
Die DE 10 2012 203 182 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Fahrkorridor ermittelt wird, um das Fahrzeug in diesem Korridor aktiv zu lenken und zu begrenzen beim Ausweichmanöver. Dabei fließen Sensordaten zur Umwelt, Fahrzeugzustand und Fahrervorgabe mit in die Berechnung ein.
Die US 2012/0212353 A1 offenbart ein Fahrerunterstützungsverfahren, bei dem der Zustand des Fahrers hinsichtlich Schläfrigkeit bzw. Müdigkeit (engl. Drowsiness) bestimmt wird und dieser in die Assistenten daraufhin einfließt, um deren Regelung des Fahrverhaltens zu modifizieren.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren zur adaptiven Anpassung eines Notfallausweichmanöverassistenten bereitzustellen, das dem jeweiligen Fahrer und Fahrzeugzustand angepasst ist.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Notfallausweichmanöversystem gelöst.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass wenn bei der Bestimmung des unterstützenden Fahrmanövers der Zustand und /oder das Fahrverhalten des Fahrers einfließt, wozu dieser mittels einer Überwachungseinheit überwacht wird und die Daten und Informationen in die mindestens eine Auswertungseinheit einfließen, und dass die mindestens eine Erfassungseinheit Einstellungen weiterer Systeme im Kraftfahrzeug erfasst und diese in der Auswertungseinheit berücksichtigt werden sowie eine Abstimmungseinheit der Auswertungseinheit daraufhin eine Abstimmung mit diesen weiteren System durchführt, es möglich ist, das Notfallausweichmanöversystem ständig adaptiv anzupassen, so dass es immer optimal eingestellt ist. Dies erlaubt es, in einem Notfall das Ausweichmanöversystem vor und während des Ausweichens optimal an die Einflüsse einzustellen und so den Fahrer bestens zu unterstützen. Insbesondere ist dies möglich, weil die weiteren Systeme (Assistenten) eine Rückkopplung bzw. Beeinflussung durch die Abstimmung erhalten und es somit zu einem Vorrang des Notfallausweichmanöverassistenten und einer Unterstützung durch die weiteren Systeme kommt. Dabei werden die Systeme in bevorzugter Ausführung derart zur Unterstützung des Notausweichmanövers abgestimmt, daß sowohl die Unterstützung für das Manöver als auch andere Optimierungskriterien, wie z.B. die Balance zwischen Fahrdynamik und Komfort, berücksichtigt werden. Außerdem ist es auch möglich, vom Fahrer deaktivierte Unterstützungssysteme für die Zeit des Notausweichmanövers zu reaktivieren, wenn diese notwendig sind, um das Notausweichmanöver optimal zu unterstützen.
Vorzugsweise umfasst die Überwachungseinheit mindestens einen Sensor zur Überwachung des Zustands des Fahrers auf mindestens einen Zustand ausgewählt aus der Gruppe umfassend Müdigkeit, Panik, medizinische Probleme, Drogeneinfluss.
Das überwachte Fahrverhalten umfasst erfindungsgemäß auch die Fahrweise, wie Komfort, Panik oder sportliche Fahrweise, sowie Lenkverhalten.
Sinnvollerweise überwacht die Überwachungseinheit den Zustand und /oder das Fahrverhalten des Fahrers längerfristig, so dass Tendenzen erkennbar sind und daraufhin die Schwellen für das Notfallausweichmanöversystem optimal einstellbar werden.
Die weiteren Systeme umfassen mindestens ein System ausgewählt aus der Gruppe umfassend Auffahrwarnungssystem, Totwinkelwarnungssystem, Geschwindigkeitsregelsystem, Bremsunterstützungssystem, Spurwechselunterstützungssystem, Spurwarnungssystem, elektronische Stabilitätssystem.
Die Fahrzeugparameter umfassen mindestens einen Fahrzeugparameter ausgewählt aus der Gruppe umfassend Federungseinstellungen, Dämpfereinstellungen, Lenkungseinstellungen Notradverwendung, Anhängerverwendung, Beladung, Reifendruck, Geschwindigkeit, Lenkwinkel, Beschleunigung, Querbeschleunigung, Neigungswinkel, Gierrate. Die Fahrzeugparameter werden eingestellt um das Fahrzeugverhalten dahingehend zu optimieren, dass das Fahrzeug möglichst unmittelbar auf Steuerungsbefehle reagiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Auswertungseinheit eingerichtet, um aufgrund der eingeflossenen Daten und Informationen adaptiv die Ausweichmanöveralgorithmen anzupassen.
Die Erfindung betrifft ebenso ein entsprechendes Verfahren.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass es für die Notausweichmanöverbestimmung vorteilhaft ist, wenn alle möglichen Einflüsse und Parameter zur Beeinflussung des Notausweichmanövers in Betracht gezogen werden. Bisher wurden regelmäßig lediglich Fahrer-bezogene Parameter (wie Lenkwinkel, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Pedalposition usw.) sowie Umwelteinflüsse (z. B. über Kamera oder Radar) in die Berechnung des Ausweichmanövers einfließen lassen.
Es gibt jedoch, was erfindungsgemäß erkannt worden ist, eine Reihe von weiteren Parametern und Einflüssen die Eingang in die ständige Anpassung der Standardalgorithmen für die Berechnung des Notausweichmanövers Eingang finden sollten. Der Eingang dieser weiteren Parameter zur Anpassung der Standardalgorithmen erlaubt eine noch bessere Anpassung der Notausweichfunktion vor oder beim Ausweichen selbst sowie deren robustere Ausgestaltung.
So ist z. B. erkannt worden, dass der Zustand des Fahrers unterschiedliche Bereiche der Algorithmen für die Berechnung des Notausweichmanövers aktivieren kann bzw. die Funktion insgesamt deaktivieren kann.
Normales Fahren oder Führen des Fahrzeugs wird die Notausweichfunktion lediglich im Überwachungsmodus bereithalten. Falls jedoch Müdigkeit des Fahrers festgestellt wird, so wird ein leichtes Steuern nicht genügend Einfluss auf die Algorithmen haben, um die Notausweichmanöverfunktion auszulösen. So wird ein Spurwarnungssystem (Lane Keeping Aid) aktiv bleiben und das Fahrzeug an einem Notausweichmanöver hindern. In der zweiten Phase wird der Fahrer vielleicht realisieren, dass er von dem Pfad abweicht und sich plötzlich daran erinnern, dass er anders lenken muss und dies mittels einer Panikreaktion bezüglich der Lenkung (große Lenkwinkel) ausführen. Wenn jedoch kein Gefahrenpotential detektiert wird (z. B. wenn der Fahrer den Einfluss des Spurwarnungssystems oder Spurwechselassistenten nicht bemerkt hat) wird das Spurwarnsystem aktiv bleiben und der Fahrer genügend Raum haben um selbst auch ohne Notausweichsystem zu korrigieren. Falls jedoch Gefahr entdeckt wird, kann der Spurwechsel- bzw. Spurwarnungsassistent deaktiviert werden und das Notausweichsystem wird aktiviert. So könnte die Müdigkeitsdetektion verwendet werden, um den Notausweichassistenten und dessen Funktion zu adaptieren und den Pfad des Ausweichmanövers anhand der Größe der Müdigkeit zu berechnen, der mit der Müdigkeit sich verlängern wird.
Erfindungsgemäß ist auch erkannt worden, dass es sinnvoll wäre, vitale Signale des Fahrers wie z. B. dessen Herz-Kreislauf-Funktionen, zu überwachen, um im Zweifelsfall die Notausweichfunktion zu deaktivieren, wenn der Fahrer einen Herzanfall erleidet und stattdessen lieber eine weiche Notbremsfunktion durch Abstimmung mit den anderen Assistenten bzw. Systemen auszuführen.
Auch ist erfindungsgemäß erkannt worden, dass gegebenenfalls die Fahrzeugeinstellungen bzw. Konfigurationen sich ändern können, z. B. durch Einstellung seitens des Fahrers. Auch solche Einstellungen des Fahrzeugs können die Interaktion zwischen den unterschiedlichen Funktionen bzw. Assistenten und Systemen beeinflussen und sollten daher Eingang finden in die Notausweichfunktion.
Ist z. B. ein Anhänger am Fahrzeug angehängt, so ist es notwendig, die Notausweichfunktion daran anzupassen. So muss die Steuerung des Fahrzeugs den angehängten Anhänger berücksichtigen und verändert werden. So wäre es sicherlich sinnvoll in einem solchen Fall, wenn das Notausweichsystem gemeinsam mit dem elektronischen Stabilitätssystem und gegebenenfalls einem Anhänger-Antischwanksystem zusammenwirkt, um ein Notausweichmanöver einzuleiten, bei dem der Anhänger nicht schwankt oder umkippt.
Andererseits kann z. B. das Fahrzeug mit einem Ersatzrad versehen sein, das verkleinert ist. Dadurch ändern sich die Fahreigenschaften teilweise erheblich und es wäre für die Notausweichfunktion bzw. die Berechnung des Notausweichmanövers und der damit zu erzielenden sicheren Fahreigenschaften notwendig, ein solches Notlaufrad einzubeziehen.
Des Weiteren ist die Beladung des Fahrzeugs und die Lastverteilung im Fahrzeug wichtig, um bei dem extremen Lastwechsel durch das Notausweichmanöver das Fahrzeug stabil halten zu können. Auch sollten daher die Belastungszustände und die Lastverteilungszustände berücksichtigt werden.
Dies gilt offensichtlich auch für die Einstellungen des Reifendrucks der Federbeineinstellungen usw., die gegebenenfalls durch den Fahrer anhand seiner sportlichen, komfortgeprägten oder ökonomischen Fahrweise eingestellt worden sind.
Zusammenfassend ist also erfindungsgemäß erkannt worden, dass es für eine optimale Ausführung des Notausweichmanövers sinnvoll ist, neben dem Zustand und Fahrweise des Fahrers auch alle möglichen Zustände, Einstellungen und Parameter aus den so genannten Assistenten (Fahrzeugsystemen) sowie der Umwelt einzubeziehen, um ein möglichst umfassendes Bild der Einflüsse auf das Notausweichmanöver selbst zu erhalten und dies dann alle in die Berechnung des Notausweichmanövers zur Unterstützung des Fahrers einfließen zu lassen, wobei eine Priorisierung bzw. Abstimmung zwischen den Sicherheitsassistenten oder -systemen des Fahrzeugs vorgenommen wird, so dass diejenige Funktion, die die größtmögliche Sicherheit des Fahrers und des Fahrzeugs bereitstellen kann, die höchste Priorität erhält, wobei diese im Zweifelsfall das Notausweichmanöversystem selbst ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Flussdiagramms erläutert, das das Zusammenspiel der unterschiedlichen Fahrzeugsysteme und Assistenten sowie den Fluss von Daten und Informationen veranschaulicht.
Im Zentrum steht natürlich das Notausweichmanöversystem 1, auch kurz ESA für EmergencySteerAssist genannt.
Das Notausweichmanöversystem 1 gibt im Bedarfsfall Steuerdaten 5 an Aktoren 6 für die Lenkung, Bremsen und/oder Dämpfer sowie Angaben für den Fahrer über das Mensch-Maschine-Interface (HMI) 15 aus.
Dazu fließen Daten und Informationen aus unterschiedlichen Systemen und Sensoren des Fahrzeugs in eine Erfassungseinheit 3 des Systems 1 ein. Diese werden in einer Auswerteeinheit 2 anhand von Algorithmen umgesetzt, um ein Ausweichmanöver bzw. Steuerdaten dafür zu bestimmen.
Diese Steuerdaten fließen daraufhin in eine Anpassungseinheit 4, um eine Abstimmung und einen Abgleich mit übrigen Systemen sowie eine entsprechende Adaption der Steuerdaten aufgrund der Zustände bzw. Daten dieser Systeme vor der Weitergabe an die Aktoren 6 durchzuführen.
In die Erfassungseinheit 3 fließen im Wesentlichen Daten von Reifendrucksensoren 14 sowie fahrerbezogene Daten 7 (Lenkwinkel, Geschwindigkeit, Gierrate und Querbeschleunigung) sowie Müdigkeit 7A, Paniklenkung 7B, normale Lenkung 7C aus geeigneten Sensorsystemen ein.
Daneben finden Überwachungsdaten der körperwichtigen Funktionen 16 des Fahrers in eine Entscheidungseinheit Eingang, um die Aktivierung oder Deaktivierung des ESA 1 zu bestimmen, z.B. Deaktivierung bei Herzanfall.
Ferner fließen Daten und Informationen aus weiteren Assistenzsystemen ein, mit denen auch ggf. eine bidirektionale Abstimmung und Priorisierung erfolgt (angedeutet durch Doppelpfeile).
Diese sind das Totwinkelwarnungssystem 8, Geschwindigkeitsregelsystem 10, Bremsunterstützungssystem 9, Auffahrwarnsystem 11, Spurwechselunterstützungssystem 12, Spurwarnungssystem 13 und elektronische Stabilitätssystem 18.
Zusätzlich finden Daten und Informationen zu Fahrzeugparametern 19 Eingang in das ESA 1, die vom Fahrer vorgebbar oder einstellbar sind.
Hierzu gehören die Lenkradeinstellungen 19A (wie z.B. Lenksäulenhöhe), Lenkwiderstand 19B (groß, klein), Federungseinstellungen 19C (hart, weich, hochbeinig etc.), Notradverwendung 19D, Anhängerverwendung 19E sowie Beladung und Beladungsverteilung 19F. Diese Daten finden auch parallel Eingang in das Stabilitätssystem.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1735187 A1 [0004]
DE 102012203182 A1 [0005]
US 2012/0212353 A1 [0006]

Claims

Notfallausweichmanöversystem für ein mindestens ein Lenksystem aufweisendes Kraftfahrzeug, umfassend – mindestens eine Erfassungseinheit zum Erfassen von Fahrzeugparametern und des Fahrzeugumfelds, sowie – mindestens eine Auswertungseinheit zum Zusammenführen der von der Erfassungseinheit erfassten Bedingungen in Form von Daten und Informationen und zum Bewerten der erfassten Bedingungen bzw. der Daten und Informationen hinsichtlich des jeweiligen Gefährdungspotentials, wobei die Auswerteeinheit mindestens ein Ausweichmanöver unterstützendes Fahrmanöver aus den Daten und Informationen ermittelt, wobei bei oder nach Einleiten eines Ausweichmanövers durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs ein das durch den Fahrer eingeleitete Ausweichmanöver unterstützendes Fahrmanöver vorgegeben wird, das jederzeit vom Fahrer übersteuert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung des unterstützenden Fahrmanövers der Zustand und /oder das Fahrverhalten des Fahrers einfließt, wozu dieser mittels einer Überwachungseinheit überwacht wird und die Daten und Informationen in die mindestens eine Auswertungseinheit einfließen, und dass die mindestens eine Erfassungseinheit Einstellungen weiterer Systeme im Kraftfahrzeug erfasst und diese in der Auswertungseinheit berücksichtigt werden sowie eine Abstimmungseinheit der Auswertungseinheit daraufhin eine Abstimmung mit diesen weiteren Systemen durchführt.
Notfallausweichmanöversystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit mindestens einen Sensor zur Überwachung des Zustands des Fahrers auf mindestens einen Zustand ausgewählt aus der Gruppe umfassend Müdigkeit, Panik, medizinische Probleme, Drogeneinfluss aufweist.
Notfallausweichmanöversystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrverhalten die Fahrweise, wie Komfort, Panik oder sportliche Fahrweise, sowie Lenkverhalten umfasst.
Notfallausweichmanöversystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit den Zustand und/oder das Fahrverhalten des Fahrers längerfristig überwacht.
Notfallausweichmanöversystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Systeme mindestens ein System ausgewählt aus der Gruppe umfassend Auffahrwarnungssystem, Totwinkelwarnungssystem, Geschwindigkeitsregelsystem, Bremsunterstützungssystem, Spurwechselunterstützungssystem, Spurwarnungssystem, elektronische Stabilitätssystem umfassen.
Notfallausweichmanöversystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugparameter mindestens einen Fahrzeugparameter ausgewählt aus der Gruppe umfassend Federungseinstellungen, Dämpfereinstellungen, Lenkungseinstellungen, Notradverwendung, Anhängerverwendung, Beladung, Reifendruck, Geschwindigkeit, Lenkwinkel, Beschleunigung, Querbeschleunigung, Neigungswinkel, Gierrate.
Notfallausweichmanöversystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Auswertungseinheit eingerichtet ist, um aufgrund der eingeflossenen Daten und Informationen adaptiv die Ausweichmanöveralgorithmen anzupassen.