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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrzeuglenkung.
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Verwinkelte Gassen oder enge Parkhäuser stellen hohe Anforderungen an den Fahrer. Je größer die Manövrierfähigkeit eines Fahrzeugs, desto leichter geht die Fahrzeugführung von der Hand. Insbesondere bei Fahrzeugen der Oberklasse werden daher Integrallenkungen, also Hinterräder, die in geringem Umfang lenkbar sind, zur Verbesserung der Manövrierfähigkeit, beziehungsweise der Fahrdynamik des Fahrzeugs eingesetzt. Dabei wird auf Basis der gegenwärtigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und gegebenenfalls des Fahrerwunsches bezüglich der Geschwindigkeit zwischen zwei Betriebsmodi gewechselt. Bei geringer Geschwindigkeit werden die Hinterräder gegensinnig eingelenkt. Dadurch wird der Kurvenradius verringert, die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs erhöht. Bei hohen Geschwindigkeiten werden die Hinterräder gleichsinnig eingeschlagen. Dadurch wird die Winkelbeschleunigung und damit die Seitenkräfte auf das Fahrzeugs verringert, die fahrdynamischen Eigenschaften verbessert. Es gilt dabei immer: Die Umschaltung zwischen den beiden Betriebsmodi, beziehungsweise die Entscheidung ob gleich- oder gegensinnig eingelenkt werden soll erfolgt allein auf Basis der gegenwärtigen Geschwindigkeit, beziehungsweise der erwarteten Geschwindigkeit. Die Hinterräder werden synchron mitgelenkt, beziehungsweise das Lenken erfolgt abhängig vom Einschlag der Vorderräder. Die Ansteuerung beziehungsweise Vorgabe des Lenkwinkels wird also ausschließlich über das Lenkrad vorgegeben.
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Daher wäre es wünschenswert, eine Möglichkeit bereitzustellen, welche die Manövrierbarkeit von Kraftfahrzeugen weiter erhöht.
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Es ist Ziel der Erfindung eine Möglichkeit vorzuschlagen, welche zumindest einen Teil der im Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet oder zumindest vermindert.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, mittels eines Verfahrens gemäß dem Hauptanspruch, sowie mittels Vorrichtungen gemäß nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
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Der Gegenstand des Hauptanspruches betrifft dabei ein Lenkassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug mit einer Integral-Aktivlenkung, das Verfahren aufweisend: Erfassen eines Lenkmanövers eines Fahrers des Kraftfahrzeuges. Erfassen einer Umgebung, wobei die Umgebung einen für das Lenkmanöver relevanten Teil einer 360° Kraftfahrzeugumgebung aufweist. Antizipieren, ob eine Kollisionsmöglichkeit des Kraftfahrzeuges mit einem Hindernis vorhanden ist. Und falls die Antizipation eine Kollisionsmöglichkeit vorhersagt: Ermitteln einer entsprechenden Lenkmanöverkorrektur, um eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden, und Ausführen der Lenkmanöverkorrektur.
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Dabei kann das Verfahren automatisiert ausgeführt werden.
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Eine Integral-Aktivlenkung im Sinne der Erfindung kann dabei eine Kraftfahrzeuglenkung sein, bei der eine Radachse des Kraftfahrzeuges die primäre Kraftfahrzeuglenkung aufweist, während eine weitere Lenkachse eine sekundäre Kraftfahrzeuglenkung aufweist, welche die primäre Kraftfahrzeuglenkung unterstützen kann.
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Ein Lenkmanöver im Sinne der Erfindung kann dabei ein Vorgang sein, bei welchem der Kraftfahrzeugnutzer eine Lenkbewegung und/oder einen Lenkvorgang vornimmt.
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Eine Umgebung im Sinne der Erfindung kann dabei eine räumliche Ausdehnung um das Kraftfahrzeug sein, welche sich innerhalb der Sensorreichweite eines Sensors oder mehrerer Sensoren des Kraftfahrzeuges befindet.
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Ein Antizipieren im Sinne der Erfindung kann dabei ein Bestimmen einer Eintrittswahrscheinlichkeit für ein Ereignis sein, wobei die Eintrittswahrscheinlichkeit dazu eine Schwelle erreichen und/oder über- oder unterschreiten muss, damit die Antizipation des Ereignisses positiv ist.
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Eine Kollisionsmöglichkeit im Sinne der Erfindung kann dabei eine derart ungünstige Positionierung des Kraftfahrzeuges zu dessen Umgebung sein, dass eine Kollision mit einem Hindernis wahrscheinlich ist.
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Ein Vermeiden einer Kollision kann somit erfolgen, indem eine Lenkmanöverkorrektur vorgenommen wird, welche es dem Kraftfahrzeug erlaubt, eine günstige Positionierung zu dessen Umgebung einzunehmen, es somit also erlaubt, ein Maximieren der geometrischen Abstände zur Umgebung einzunehmen, zur Maximierung der Manövrierbarkeit der Lenkmanöver.
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Durch die erfindungsgemäße Lehre wird der Vorteil erreicht, dass eine aktive Hilfe bei Lenkmanövern angeboten werden kann.
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Der Gegenstand eines nebengeordneten Anspruches betrifft dabei eine Lenkassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug mit einer Integral-Aktivlenkung, die Vorrichtung aufweisend: Einen Lenkmanöver-Sensor zur Erfassung eines Lenkmanövers eines Fahrers des Kraftfahrzeuges. Einen Umgebungs-Sensor zur Erfassung einer Umgebung, wobei die Umgebung einen für das Lenkmanöver relevanten Teil einer 360° Kraftfahrzeugumgebung aufweist. Eine Recheneinheit zur Antizipation, ob eine Kollisionsmöglichkeit des Kraftfahrzeuges mit einem Hindernis vorhanden ist, und zur Ermittlung einer entsprechenden Lenkmanöverkorrektur, um bei Auftreten einer Kollisionsmöglichkeit eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden. Und eine Steuereinheit zur Ausführung der Lenkmanöverkorrektur. Und dabei ist die Lenkassistenzvorrichtung dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Lenkassistenzverfahren auszuführen.
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Ein Sensor im Sinne der Erfindung meint dabei eine Vorrichtung des Kraftfahrzeuges, welche einen Vorgang für den der Sensor entsprechend eingerichtet ist, erfassen kann. Beispielsweise kann ein Sensor zur Erfassung eines Lenkmanövers dazu eingerichtet sein, eine Drehbewegung am Lenkrad zu erfassen, einen Winkel zu erfassen, der dem Drehwinkel des Lenkradeinschlages entspricht, oder auch ein Potentiometer, welches seinen elektrischen Widerstand entsprechend des Einschlagwinkels des Lenkrades verändert und dergleichen. Ein Sensor kann beispielsweise auch ein optischer und/oder elektrischer Sensor sein, wie ein Ultraschallsensor, ein Infrarotsensor, eine Videokamera zur Abstandsbestimmung, Hinderniserfassung und/oder zur Erfassung von Objekten der Kraftfahrzeugumgebung.
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Durch die erfindungsgemäße Lehre wird der Vorteil erreicht, dass eine kraftfahrzeugeigene Vorrichtung für eine aktive Hilfe bei Lenkmanövern angeboten werden kann.
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Der Gegenstand eines weiteren nebengeordneten Anspruches betrifft dabei ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Kraftfahrzeug mit einer Integral-Aktivlenkung. Dabei weist das Kraftfahrzeug eine erfindungsgemäße Lenkassistenzvorrichtung auf. Und das Kraftfahrzeug ist dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Lenkassistenzverfahren auszuführen.
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Bevor nachfolgend Ausgestaltungen der Erfindung eingehender beschrieben werden, ist zunächst festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Komponenten oder die beschriebenen Verfahrensschritte beschränkt ist. Weiterhin stellt auch die verwendete Terminologie keine Einschränkung dar, sondern hat lediglich beispielhaften Charakter. Soweit in der Beschreibung und den Ansprüchen der Singular verwendet wird ist dabei jeweils der Plural mitumfasst, soweit der Kontext dies nicht explizit ausschließt.
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Nachfolgend werden weitere exemplarische Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
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Entsprechend einer ersten exemplarischen Ausgestaltung weist das Lenkassistenzverfahren ferner ein Antizipieren einer Fahrtrajektorie des Kraftfahrzeuges aufgrund des Lenkmanövers auf. Und dabei erfolgt das Antizipieren, ob eine Kollisionsmöglichkeit des Kraftfahrzeuges mit dem Hindernis vorhanden ist, unter Berücksichtigung der Umgebung und der Fahrtrajektorie.
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Eine Fahrtrajektorie im Sinne der Erfindung meint dabei einen Pfad auf dem sich das Kraftfahrzeug entlang bewegt, bewegt hat und/oder voraussichtlich bewegen wird.
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Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, die Lenkhilfe vorausschauend unterstützend angeboten werden kann.
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Entsprechend einer weiteren exemplarischen Ausgestaltung weist das Lenkassistenzverfahren ferner auf, dass falls die antizipierte Fahrtrajektorie unter Berücksichtigung der Umgebung indikativ für eine Kollisionsmöglichkeit des Kraftfahrzeuges mit einem Hindernis ist, das Verfahren ferner aufweist: Ermitteln einer entsprechenden Korrekturtrajektorie für das Kraftfahrzeug unter Berücksichtigung der Kollisionsmöglichkeit. Und dabei erfolgt das Ermitteln der entsprechenden Lenkmanöverkorrektur basierend auf der Korrekturtrajektorie.
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Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass die Lenkunterstützung für den gesamten Lenkmanövervorgang angeboten werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein Pfad als Lenkunterstützung angeboten werden kann, wodurch die Lenkunterstützung sanfter beziehungsweise weicher in den Lenkvorgang eingreifen kann.
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Entsprechend einer weiteren exemplarischen Ausgestaltung weist das Lenkassistenzverfahren ferner auf, dass das Ausführen der Lenkmanöverkorrektur ein Ansteuern mindestens eines entsprechenden Aktors aus einer Lenkaktorengruppe aufweist. Und dabei weist die Lenkaktorengruppe auf: Einen Fahrerlenkungs-Aktor zur Ansteuerung einer Fahrerlenkung des Kraftfahrzeuges. Einen Primär-Kraftfahrzeuglenkungs-Aktor zur Ansteuerung einer primären Kraftfahrzeuglenkung des Kraftfahrzeuges. Und einen Sekundär-Kraftfahrzeuglenkungs-Aktor zur Ansteuerung einer sekundären Kraftfahrzeuglenkung des Kraftfahrzeuges, wobei vorzugsweise die Ansteuerung der sekundären Kraftfahrzeuglenkung unabhängig von der Ansteuerung der primären Kraftfahrzeuglenkung erfolgt.
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Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass die Manövrierfähigkeit des Kraftfahrzeuges verbessert werden kann.
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Dadurch können komplexere Fahrmanöver durchgeführt werden. Beispielsweise kann dadurch erreicht werden, dass ein Einparken in Parklücken ermöglicht wird, welches bislang für das entsprechende Kraftfahrzeug in der entsprechenden Situation nicht realisierbar war.
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Entsprechend einer weiteren exemplarischen Ausgestaltung weist das Lenkassistenzverfahren ferner auf, dass der Sekundär-Kraftfahrzeuglenkungs-Aktor zur Ansteuerung einer Integral-Aktivlenkung des Kraftfahrzeuges eingerichtet ist.
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Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass die Manövrierfähigkeit des Kraftfahrzeuges noch weiter verbessert werden kann.
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Dies kann insbesondere für große und damit schwerer zu manövrierende Kraftfahrzeug ein Vorteil sein. Diese können dadurch quasi „wendiger“ werden.
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Entsprechend einer weiteren exemplarischen Ausgestaltung weist das Lenkassistenzverfahren ferner auf, dass das Ausführen der Lenkmanöverkorrektur ein unabhängiges Ansteuern zweier Räder des Kraftfahrzeuges ermöglicht. Dabei ist das erste Rad an der Vorderachse angeordnet, und das zweite Rad an der Hinterachse angeordnet.
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Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass die Manövrierfähigkeit des Kraftfahrzeuges noch weiter verbessert werden kann.
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Entsprechend einer weiteren exemplarischen Ausgestaltung weist das Lenkassistenzverfahren ferner auf, dass das Ausführen der Lenkmanöverkorrektur eine Verlagerung einer Drehachse des Kraftfahrzeuges ermöglicht.
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Eine Drehachse im Sinne der Erfindung meint dabei einen Punkt um den sich bei einer Lenkbewegung von 360° das Kraftfahrzeug einmal im Kreis drehen kann und wobei das Kraftfahrzeug danach an der gleichen Position und in die gleiche Richtung ausgerichtet ist. Dieser Punkt, um den das Kraftfahrzeug dreht, liegt stets auf einer Geraden durch die Hinterräder des Kraftfahrzeuges.
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Eine Verlagerung einer Drehachse im Sinne der Erfindung kann hingegen bewirken, dass der Punkt, um das Kraftfahrzeug dreht, in einer durch die maximalen Lenkwinkel begrenzten Fläche frei bewegt werden.
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Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass die Manövrierfähigkeit des Kraftfahrzeuges noch weiter verbessert werden kann.
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Entsprechend einer weiteren exemplarischen Ausgestaltung weist das Lenkassistenzverfahren ferner auf, dass das Lenkassistenzverfahren während einer Fahrt des Kraftfahrzeuges ausführbar ist, wobei eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges 50km/h nicht überschreitet, vorzugsweise 30km/h nicht überschreitet, besonders bevorzugt einer Schrittgeschwindigkeit entspricht.
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Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass das Verfahren bei Geschwindigkeiten ausführbar ist, bei denen komplexe Lenkmanöver wahrscheinlich sind.
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Entsprechend einer weiteren exemplarischen Ausgestaltung weist das Lenkassistenzverfahren ferner auf, dass das Lenkassistenzverfahren ferner zu Beginn des Lenkassistenzverfahrens ein Einholen einer Berechtigung durch den Fahrer des Kraftfahrzeuges aufweist, zur weiteren Verfahrensdurchführung.
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Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass der Kraftfahrzeugnutzer beziehungsweise der Fahrer des Kraftfahrzeuges die Kontrolle über das Kraftfahrzeug behalten kann und selbständig entscheiden kann, ob er das Lenkassistenzverfahren als Unterstützung in Anspruch nehmen möchte oder nicht.
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Die Erfindung erlaubt es somit, eine Lenkunterstützung bereit zu stellen, um während des Lenkmanövers des Kraftfahrers aktiv unterstützend in den Lenkprozess einzugreifen und damit Kollisionen mit Objekten aus der Umgebung des Kraftfahrzeuges zu verhindern. Ferner kann insbesondere für größere Kraftfahrzeugmodelle eine höhere Wendigkeit erzielt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend eingehender an Hand der Figuren erläutert werden. In diesen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Verfahrens gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung;
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3 eine schematische Darstellung einer vorgeschlagenen Vorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung; und
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4 eine schematische Darstellung eines Einsatzes des in 1 dargestellten Verfahrens gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung.
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1 zeigt schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung.
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Dabei zeigt 1 ein Lenkassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug 300, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug 300 mit einer Integral-Aktivlenkung, das Verfahren aufweisend: Erfassen 10 eines Lenkmanövers 310 eines Fahrers des Kraftfahrzeuges 300. Erfassen 20 einer Umgebung 200, wobei die Umgebung 200 einen für das Lenkmanöver 310 relevanten Teil einer 360° Kraftfahrzeugumgebung aufweist. Antizipieren 30, ob eine Kollisionsmöglichkeit des Kraftfahrzeuges 300 mit einem Hindernis 210 vorhanden ist. Und falls die Antizipation 30 eine Kollisionsmöglichkeit vorhersagt: Ermitteln 40 einer entsprechenden Lenkmanöverkorrektur 320, um eine Kollision mit dem Hindernis 210 zu vermeiden, und Ausführen 50 der Lenkmanöverkorrektur 320.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Verfahrens gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung.
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Dabei zeigt 2 eine schematische Darstellung eines gegenüber des Verfahrens aus 1 erweiterten Verfahrens. Das zuvor zu 1 Gesagte gilt entsprechend für 2 fort.
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Wie 2 entnommen werden kann, weist das in 2 dargestellte Verfahren darüber hinaus ein Antizipieren (60) einer Fahrtrajektorie 315 des Kraftfahrzeuges 300 aufgrund des Lenkmanövers 310 auf. Und dabei erfolgt das Antizipieren 30, ob eine Kollisionsmöglichkeit des Kraftfahrzeuges 300 mit dem Hindernis 210 vorhanden ist, unter Berücksichtigung der Umgebung 200 und der Fahrtrajektorie 315.
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Ferner weist das in 2 dargestellte Verfahren auf, dass falls die antizipierte 60 Fahrtrajektorie 315 unter Berücksichtigung der Umgebung 200 indikativ für eine Kollisionsmöglichkeit des Kraftfahrzeuges 300 mit einem Hindernis 210 ist, das Verfahren ferner aufweist: Ermitteln 70 einer entsprechenden Korrekturtrajektorie 325 für das Kraftfahrzeug 300 unter Berücksichtigung der Kollisionsmöglichkeit. Und dabei erfolgt das Ermitteln 40 der entsprechenden Lenkmanöverkorrektur 320 basierend auf der Korrekturtrajektorie 325.
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Ferner weist das in 2 dargestellte Verfahren auf, dass das Ausführen 50 der Lenkmanöverkorrektur 320 ein Ansteuern mindestens eines entsprechenden Aktors aus einer Lenkaktorengruppe aufweist. Und dabei weist die Lenkaktorengruppe auf: Einen Fahrerlenkungs-Aktor zur Ansteuerung einer Fahrerlenkung des Kraftfahrzeuges 300. Einen Primär-Kraftfahrzeuglenkungs-Aktor zur Ansteuerung einer primären Kraftfahrzeuglenkung des Kraftfahrzeuges 300. Und einen Sekundär-Kraftfahrzeuglenkungs-Aktor zur Ansteuerung einer sekundären Kraftfahrzeuglenkung des Kraftfahrzeuges 300. Vorzugsweise erfolgt dabei die Ansteuerung der sekundären Kraftfahrzeuglenkung unabhängig von der Ansteuerung der primären Kraftfahrzeuglenkung.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer vorgeschlagenen Vorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung.
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Dabei zeigt 3 eine schematische Darstellung einer Lenkassistenzvorrichtung 100 für ein Kraftfahrzeug 300, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug 300 mit einer Integral-Aktivlenkung, die Vorrichtung aufweisend: Einen Lenkmanöver-Sensor 110 zur Erfassung eines Lenkmanövers 310 eines Fahrers des Kraftfahrzeuges 300. Einen Umgebungs-Sensor 120 zur Erfassung einer Umgebung 200, wobei die Umgebung 200 einen für das Lenkmanöver 310 relevanten Teil einer 360° Kraftfahrzeugumgebung aufweist. Eine Recheneinheit 130 zur Antizipation, ob eine Kollisionsmöglichkeit des Kraftfahrzeuges 300 mit einem Hindernis 210 vorhanden ist, und zur Ermittlung einer entsprechenden Lenkmanöverkorrektur 320, um bei Auftreten einer Kollisionsmöglichkeit eine Kollision mit dem Hindernis 210 zu vermeiden. Eine Steuereinheit 140 zur Ausführung der Lenkmanöverkorrektur 320. Und dabei ist die Lenkassistenzvorrichtung 100 dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Lenkassistenzverfahren auszuführen.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Einsatzes des in 1 dargestellten Verfahrens gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung.
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Wie 5 entnommen werden kann, befindet sich das Kraftfahrzeug 300 in einem Einparkmanöver. Dabei erfasst das Kraftfahrzeug 200 seine Umgebung 200. Das Verfahren antizipiert aufgrund des eingeleiteten Lenkmanövers 210, dass eine Kollisionsmöglichkeit des Kraftfahrzeuges 300 mit einem Hindernis 210 wahrscheinlich ist, dies ist durch das gestrichelte Kraftfahrzeug 300 angedeutet, und ermittelt 40 eine entsprechende Lenkmanöverkorrektur 320, um eine Kollision mit dem Hindernis 210 zu vermeiden. In dem Beispiel der 4 handelt es sich um ein sehr großes Kraftfahrzeug 300 und es kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in eine Parklücke einparken, die eigentlich für das Kraftfahrzeug 300 zu eng ist.
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Die Erfindungsidee kann wie folgt zusammengefasst werden. Es werden ein Verfahren und diesbezügliche Vorrichtungen bereitgestellt, wodurch es möglich werden kann, Lenkmanöver, welche der Kraftfahrzeugfahrer vornimmt, in einem bevorstehenden Kollisionsfall derart zu modifizieren, dass eine Kollision mit einem Hindernis vermieden werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Erfassen eines Lenkmanövers
- 20
- Erfassen einer Umgebung
- 30
- Antizipieren, ob eine Kollisionsmöglichkeit des Kraftfahrzeuges mit einem Hindernis vorhanden ist
- 40
- Ermitteln einer Lenkmanöverkorrektur
- 50
- Ausführen der Lenkmanöverkorrektur
- 60
- Antizipieren einer Fahrtrajektorie des Kraftfahrzeuges
- 70
- Ermitteln einer Korrekturtrajektorie für das Kraftfahrzeug
- 80
- Einholen einer Berechtigung durch den Fahrer des Kraftfahrzeuges
- 100
- Lenkassistenzvorrichtung
- 110
- Lenkmanöver-Sensor
- 120
- Umgebungs-Sensor
- 130
- Recheneinheit
- 140
- Steuereinheit
- 200
- Umgebung
- 210
- Hindernis
- 300
- Kraftfahrzeug
- 310
- Lenkmanöver
- 320
- Lenkmanöverkorrektur
- 315
- Fahrtrajektorie
