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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines zur Durchführung automatischer Querführungseingriffe ausgebildeten Querführungssystems eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
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Bekannte Kraftfahrzeuge können durch den Fahrer zur Querführung gelenkt werden, wobei üblicherweise eine fahrerseitig zugängliche Lenkhandhabe, insbesondere ein Lenkrad, verwendet wird. Das Lenkrad kann unmittelbar mechanisch an einen Querführungsaktor, meist eine Vorderachslenkung, gekoppelt sein; es wurde jedoch auch bereits vorgeschlagen, Eingaben an der Lenkhandhabe über einen Lenksensor zu messen und diese dann in entsprechende Ansteuerungssignale für den Querführungsaktor umzusetzen (Schlagwort „Steer-by-Wire“). Die Stellung des Lenkrads zeigt dem Fahrer dabei an, wie stark und in welche Richtung gerade gelenkt wird.
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Im Zuge der fortschreitenden Automatisierung wurden auch bereits Fahrzeugsysteme vorgeschlagen, die ganz oder teilweise zur automatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildet sind. Ist ein derartiges Fahrzeugsystem, gegebenenfalls unter anderem, zur Querführung des Kraftfahrzeugs ausgebildet, kann es also selbsttätig Querführungseingriffe vornehmen, wird es auch als Querführungssystem bezeichnet. Beispielsweise sind Querführungssysteme bekannt, welche beispielsweise dann Querführungseingriffe vornehmen, wenn das Kraftfahrzeug die aktuelle Fahrspur zu verlassen droht. Spurmittenführende Querführungssysteme versuchen, das Kraftfahrzeug mittig entlang der aktuell befahrenen Fahrspur zu führen. Zudem können Querführungssysteme selbstverständlich auch Teil eines wenigstens teilweise autonomen Fahrzeugführungskonzepts bilden.
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Querführungssysteme werten meist Sensordaten des Kraftfahrzeugs, insbesondere Sensordaten wenigstens eines Umgebungssensors, aus und/oder ermitteln Fahrspureigenschaften aus digitalen Kartendaten eines Navigationssystems eines Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung einer aktuellen Position. Beispielsweise können spurmittenführende Querführungssysteme Sensordaten einer auf das Vorfeld des Kraftfahrzeugs gerichteten Kamera auswerten, um den weiteren Fahrspurverlauf und/oder die Querposition des Kraftfahrzeugs auf der Fahrspur zu ermitteln und entsprechend Querführungseingriffe zu bestimmen und durchzuführen.
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Um die Querführungseingriffe konkret umzusetzen, sind im Stand der Technik verschiedene Varianten bekannt. So ist es möglich, dass der Querführungseingriff unmittelbar über die Lenkhandhabe, insbesondere das Lenkrad, umgesetzt wird. Dabei können beispielsweise Motoren eingesetzt werden, die das Lenkrad verdrehen. Nachdem diese mit dem Querführungsaktor gekoppelt ist, findet die entsprechende Querführung statt. Der Querführungseingriff kann jedoch auch über einen Querführungsaktor erfolgen, der dem Fahrer indirekt Feedback über die Stärke und Richtung des Eingriffes gibt, beispielsweise dann, wenn ein zu unterschiedlich starken Bremseingriffen auf gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs ausgebildetes Bremssystem bei der Spurführung eingesetzt wird. Dann informiert ein haptisches Feedback bei einseitigem Bremseingriff über die beabsichtigte Lenkwirkung. Schließlich wurde auch vorgeschlagen, einen Eingriff über einen Querführungsaktor vorzunehmen, der dem Fahrer keinerlei Information über die Richtung und/oder Stärke des Querführungseingriffs anzeigt. Dies wird insbesondere dann verwendet, wenn lediglich kleinere Lenkkorrekturen vorgenommen werden.
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Grundsätzlich benötigen Fahrerassistenzsysteme zumindest bei stärkeren Querführungseingriffen eine (permanent nutzbare) intuitive Anzeige über die Stärke und Richtung des Eingriffes, da der Eingriff sonst für den Fahrer überraschend ist und nicht akzeptiert wird. Das einzige Medium, um die Fahrtrichtung dauerhaft anzeigen zu können, ist aktuell die Lenkhandhabe, insbesondere das Lenkrad, da beispielsweise ein haptischer Kanal, der durch Bremseingriffe vorliegt, nur für kurzzeitige Spurverlassenswarnungen und dergleichen geeignet ist, nicht jedoch für die Spurführung.
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Die verschiedenen bekannten Varianten haben einige Nachteile. So wird ein Querführungseingriff ohne zugeordneter Anzeige ausschließlich bei minimalen Lenkbewegungen akzeptiert. Würde beispielsweise das Querführungssystem um eine Kurve steuern, ohne die Lenkhandhabe entsprechend zu bewegen, so dass beispielsweise ein Lenkrad in Nullstellung verbleibt, so würde der Fahrer dies aufgrund der Inkonsistenz zwischen der Stellung der Lenkhandhabe und der Gierrate nicht akzeptieren.
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Bei einem Querführungseingriff mittels beispielsweise eines einseitigen Bremseingriffs besteht das Problem, dass das Bremsen bzw. die Verzögerung erst als ein Lenken interpretiert werden muss. In vielen Kraftfahrzeugen existieren Bremsrucke, die als Auffahrwarnung oder dergleichen interpretiert werden sollen, was bei zusätzlicher Nutzung als (kurzzeitige) Lenkanzeige zu einer Verwirrung beim Fahrer führen kann.
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Doch auch die Anzeige eines Querführungsangriffs an der Lenkhandhabe, insbesondere dem Lenkrad, birgt Probleme. Setzt das Querführungssystem seine Information, dass ein Querführungseingriff erfolgt, über die Lenkhandhabe ab und/oder wird die Lenkhandhabe gar selbst genutzt, um den Eingriff durchzuführen, so überlagert sich dies in undefinierter, nicht reproduzierbarer Weise mit dem bestehenden Sollkurswunsch des Fahrers, der die Lenkhandhabe ja verwendet, um seine eigenen Fahrwünsche umzusetzen. Auf diese Weise wird die Bedienhoheit des Fahrers angetastet, so dass der Querführungseingriff vom Fahrer teilweise sogar als Bevormundung wahrgenommen werden kann. Zudem können Missverständnisse bezüglich der Verantwortlichkeit für die Fahrzeugführung entstehen. Beispielsweise kann unklar sein, ob das Querführungssystem die Querführung oder gar die gesamte Fahrzeugführung vollständig übernimmt oder ob lediglich eine Empfehlung wiedergegeben werden soll. Die Fahrtrichtung wird durch ein undefiniertes Mischverhalten bestimmt; zudem kann die Nutzung der Lenkhandhabe zur Rückmeldung über einen durchgeführten Querführungseingriff den Zusammenhang zwischen dem Lenkmoment und dem Lenkwinkel stören, so dass ein inkonsistentes Lenkverhalten gegeben ist.
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DE 10 2007 037 645 A1 betrifft ein Kraftfahrzeug mit lenkbaren Vorder- und Hinterrädern, wobei für einen Rückwärtseinparkvorgang eine Abweichung des Ist-Lenkwinkels von einem bezogen auf eine ermittelte Soll-Einparktrajektorie bestimmten Soll-Lenkwinkel ermittelbar und die Hinterräder in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung zur zumindest teilweisen Korrektur der Abweichung auslenkbar sind. Es wird mithin zunächst berechnet, wie das Fahrzeug optimal in die Parklücke einfahren kann. Im Sinne einer echten Regelung sollen die lenkbaren Hinterräder als Stellglied Lenkfehler des Fahrers korrigieren.
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DE 101 42 366 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein aktives Lenkungssystem mit einem Überlagerungsgetriebe, wobei bei einem automatischen Lenkeingriff mittels eines zweiten Motors ein Gegenmoment erzeugbar ist, das mindestens partiell das von dem ersten Motor erzeugte zusätzliche Lenkradmoment kompensiert.
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Die gattungsbildende
DE 10 2013 017 209 A1 betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, wobei nach Bestimmung eines zukünftigen Fahrmanövers ein Hinweis an den Fahrer gegeben wird, der das zukünftige Fahrmanöver betrifft, wobei durch Ansteuerung eines Aktors zur Änderung des Nickwinkels und/oder des Wankwinkels die Hinweisgabe erfolgt. Ein aktives Nicken und Wanken des Kraftfahrzeugs wird zur Information des Fahrers bezüglich eines zukünftigen Fahrmanövers genutzt. Die Gabe des Hinweises ist von der Durchführung des Fahrmanövers beabstandet. In einer anderen Ausgestaltung endet die Informationsausgabe durch den Wankwinkel spätestens mit der Durchführung des Fahrmanövers. Eine Richtung des zukünftigen Fahrmanövers kann durch ein entsprechendes Wanken in diese Richtung angegeben werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, den Fahrer nicht bevormundende und/oder nicht zur Verwirrung führende Möglichkeit der Umsetzung von Querführungseingriffen und der Information des Fahrers über Querführungseingriffe anzugeben.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird mithin vorgeschlagen, zwei separate, vollständige (Aktor und Anzeige) Kanäle zur Querführung zu bilden, nämlich den ersten Kanal mit der Lenkhandhabe, insbesondere dem Lenkrad, und dem ersten Querführungsaktor und dem zweiten Kanal mit dem Fahrzeugsystem und dem zweiten Querführungsaktor. Beide Kanäle sind dabei wenigstens bezüglich der Anzeige, idealerweise auch bezüglich des Aktors, unabhängig voneinander. Das Querführungssystem greift mithin nicht über die Lenkhandhabe in die Querführung ein, sondern nutzt einen nicht an der Lenkhandhabe spürbaren Querführungsaktor. Die Lenkhandhabe wird auch nicht zur Anzeige von Stärke und Richtung des Querführungseingriffs eingesetzt, sondern dem Fahrer wird die Richtung und die Stärke des Querführungseingriffs über einen in das Kraftfahrzeug eingebrachten Wankwinkel des Chassis angezeigt. Die Hoheit über die Lenkhandhabe und somit auch den ersten Kanal verbleibt ausschließlich beim Fahrer.
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Dadurch wird es möglich, die Querführung durch den Fahrer vollständig von der Querführung durch das Querführungssystem zu entkoppeln, nachdem das Querführungssystem Querführungsaktoren nutzt, die sich an der Lenkhandhabe nicht bemerkbar machen, also weder das Lenkgefühl noch den Lenkradwinkel beeinflussen. Zur Anzeige der Querführungseingriffe wird anstatt der Anzeige „Lenkradwinkel“ aktiv ein Wankwinkel in das Kraftfahrzeug eingebracht und als Anzeige genutzt. Der Wankwinkel des Fahrzeugchassis (und somit auch der Motorhaube) entspricht dabei zweckmäßigerweise der Richtung, in die das Querführungssystem das Kraftfahrzeug steuert. Der Wankwinkel wird visuell und teilweise haptisch/vestibulär von dem Fahrer wahrgenommen. Diese Anzeige über den Wankwinkel wird von Fahrern leicht akzeptiert, da sie sehr intuitiv ist (vgl. hierbei den Flug in einem Flugzeug).
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Wesentlich ist, wie bereits dargelegt wurde, dass die Lenkhandhabe bei Querführungseingriffen des Querführungssystems unangetastet bleibt, mithin in Nullstellung bzw. in der vom Fahrer vorgegebenen Stellung verbleibt, nachdem der genutzte zweite Querführungsaktor nicht mit der Lenkhandhabe gekoppelt ist und der Querführungseingriff über den alternativen Kanal „Wankwinkel“ bzw. „Motorhaubenneigung zur Straße“ angezeigt wird. Es tritt mithin keine Störung des sensiblen Zusammenhangs zwischen Fahrer und Lenkhandhabe auf. Das Lenkgefühl bleibt konsistent. Der Fahrer kann den Querführungseingriff nach Belieben mittels seinem eigenen Kanal, also der Lenkhandhabe, überlagern, ohne dass er hierbei Korrektur-Lenkmomente verspürt. So kann beispielsweise ein Kurvenschneiden bei der Spurmittenführung durch das Querführungssystem leicht umgesetzt werden. Allgemein kann bei der Spurmittenführung durch das Querführungssystem das Lenkrad stets grundsätzlich in der Nullstellung verbleiben. Somit ergibt sich der weitere Vorteil, dass beispielsweise bei hochautomatisierter Führung des Kraftfahrzeugs die Möglichkeit besteht, die Lenkhandhabe anderweitig zu nutzen, beispielsweise als Ablage für Mobilgeräte, insbesondere Tablets, und dergleichen. Ferner tritt bei der Fahrzeugführung keine Kompetenz- bzw. Verantwortungsfrage auf, da der Fahrer unirritiert die Hoheit über die Lenkhandhabe beibehält.
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Mithin ist eine klare Trennung zwischen den Potentialen und Verantwortlichkeiten bei der Fahrzeugquerführung gegeben. Die Fahrzeugführung wird durch definiertes Verhalten bestimmt, nachdem keine nichtvorhersehbare Mischreaktionen an der Lenkhandhabe auftreten.
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Dabei sei angemerkt, dass durchaus Ausgestaltungen denkbar sind, in denen als zweiter Querführungsaktor der von der Lenkhandhabe entkoppelte oder entkoppelbare erste Querführungsaktor verwendet wird. Wird beispielsweise über die Lenkhandhabe eine Vorderachslenkung beeinflusst, wie dies häufig realisiert wird, muss nicht zwangsläufig eine unveränderliche, mechanische Kopplung zwischen der Lenkhandhabe und dem ersten Querführungsaktor bestehen, sondern es kann beispielsweise ein sogenanntes „Steer-by-Wire“-System realisiert sein, welches Betätigungen der Lenkhandhabe misst und in entsprechende Steuerbefehle für den ersten Querführungsaktor umsetzt. Steuerbefehle für den ersten Querführungsaktor können jedoch auch von anderen Fahrzeugsystemen stammen, mithin auch von dem Querführungssystem, so dass der erste Querführungsaktor auch als zweiter Querführungsaktor einsetzbar ist, da keine Rückkopplung von dem Querführungsaktor an die Lenkhandhabe erfolgt. Auch in anderen Fällen neben „Steer-by-Wire“-Systemen, in denen der erste Querführungsaktor nicht fest an die Lenkhandhabe gekoppelt ist, sind Ausgestaltungen realisierbar, die als zweiten Querführungsaktor ebenso den ersten Querführungsaktor verwenden.
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Bevorzugt ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch, wenn als zweiter Querführungsaktor ein zusätzlicher, von dem ersten Querführungsaktor unterschiedlicher Querführungsaktor verwendet wird. Dann liegt auch hinsichtlich des Querführungsaktors eine Entkopplung vor, da gezielt ein nicht an der Lenkhandhabe spürbarer Querführungsaktor eingesetzt werden kann, beispielsweise eine Hinterachslenkung und dergleichen. Weder das Lenkgefühl noch der Winkel der Lenkhandhabe werden dann beeinflusst, so dass die separaten, vollständigen Kanäle im Hinblick auf Eingriff und Anzeige entkoppelt voneinander agieren können.
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Konkret kann vorgesehen sein, dass als erster Querführungsaktor eine insbesondere mechanisch mit der Lenkhandhabe gekoppelte Vorderachslenkung und/oder als zweiter Querführungsaktor eine Hinterachslenkung und/oder ein unterschiedliche Bremseingriffe auf gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs erlaubendes Bremssystem und/oder eine Überlagerungslenkung und/oder ein aktives Spurverstellungssystem und/oder als Fahrzeugsystem zur Einstellung des Anzeigewankwinkels ein aktives Fahrwerksystem verwendet wird. In diesem Zusammenhang nutzt die vorliegende Erfindung mithin aus, dass moderne Kraftfahrzeuge häufig ohnehin mehrere Querführungsaktoren besitzen, beispielsweise die übliche Servolenkung, eine Überlagerungslenkung, eine Hinterachslenkung, die Möglichkeit zu einseitigen Bremseingriffen, das sogenannte Torque-Vectoring, bei dem unterschiedliche Drehmomente auf gegenüberliegende Räder aufgebracht wird, ein Verspannungslenken, eine Möglichkeit zur aktiven Spurverstellung, oder gar ein Lenken durch Wankwinkeleinbringung. Eingriffe über einige dieser Querführungsaktoren werden vom Fahrer an der Lenkhandhabe nicht wahrgenommen, beispielhaft Eingriffe über die Hinterachslenkung und dergleichen. Derartige Querführungsaktoren eignen sich, den vorangehenden Ausführungen folgend, besonders als zweiter Querführungsaktor. Aktive Querführungssysteme können mithin einen oder mehrere der Querführungsaktoren als zweite Querführungsaktoren nutzen, um ihren Querführungseingriff umzusetzen. Grundsätzlich bekannt sind im Stand der Technik auch bereits aktive Fahrwerksysteme, welche beispielsweise durch aktive Stabilisatoren und/oder vollaktive Fahrwerke realisiert sein können, die das Einstellen eines Wankwinkels unabhängig von der Fahrsituation erlauben und zweckmäßig im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, um das Anzeigekonzept für automatisiert durchgeführte Querführungseingriffe umzusetzen.
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Der erforderliche Anzeigewankwinkel, der visuell letztlich einem Neigungswinkel der Motorhaube gegenüber der Straße entspricht, muss ausreichend groß gewählt werden, um eine deutliche Wahrnehmung durch den Fahrer zu ermöglichen. Dabei sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung zwei besonders vorteilhafte, spezielle Ausgestaltungen denkbar.
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Die vorliegende Erfindung sieht in einer ersten Erfindungsvariante vor, dass der Anzeigewankwinkel in Abhängigkeit eines zur selben aktuell durch den Querführungseingriff gegebenen Querführungswirkung führenden virtuellen Lenkwinkel der Lenkhandhabe gewählt wird, insbesondere proportional zu dem virtuellen Lenkwinkel. Zu jedem Querführungseingriff kann also zu jedem Zeitpunkt des Querführungseingriffs ermittelt werden, welcher Lenkwinkel der Lenkhandhabe, insbesondere Lenkradwinkel, erforderlich wäre, um dieselbe Querführungswirkung zu erzielen. Dieser virtuelle Lenkwinkel bildet die Grundlage der Anzeige über den Anzeigewankwinkel, so dass die bei Anzeige hervorgerufene Neigung des Kraftfahrzeugs insbesondere proportional zu einem Quasi-Lenkradwinkel als virtueller Lenkwinkel ist. Der Anzeigewankwinkel zeigt mithin eine von dem Querführungssystem initiierte Gierrate an, die ähnlich groß ist wie der Lenkwinkel der Lenkhandhabe, welcher bei manueller Fahrt dieselbe Gierrate hervorrufen würde.
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Das hat den Vorteil, dass letztlich eine Art „virtuelle Lenkhandhabendrehung“ vorliegt. Denn die Lenkhandhabe wird im Zuge der Kraftfahrzeugneigung relativ zur Umwelt ebenfalls geneigt, so dass der Fahrer peripher wahrnehmen kann, dass beispielsweise das Lenkrad, insbesondere erkennbar anhand der Lenkrad-Querstrebe, in gewohnter Weise in Richtung Kurve zeigt. Es ist also ein konsistenter Zusammenhang zwischen der Gierrate und dem wahrgenommenen Lenkwinkel gegeben. Relativ zum Fahrzeuginnenraum hat jedoch keine Drehung stattgefunden, so dass mithin kein Eingriff in die Lenkhandhabe und keine Beeinflussung des Lenkgefühls vorliegt.
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Eine andere, zweite Erfindungsvariante der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Anzeigewankwinkel in Abhängigkeit einer aktuell wirkenden Querkraft durch den Querführungseingriff gewählt wird, insbesondere proportional zu der Querkraft. In dieser Ausgestaltung wird die Neigung des Kraftfahrzeugs also durch die Querkraft festgelegt, welche der Querführungseingriff des Querführungssystems hervorruft, so dass die Neigung letztlich - anknüpfend an die zuvor diskutierte erste konkrete Ausgestaltung - beispielsweise proportional zu einem quasi-Lenkradwinkel multipliziert mit der aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verstanden werden kann.
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Diese Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, dass der Querführungseingriff nur rein visuell spürbar ist, da Querkraftfreiheit gegeben ist. Mitfahrende Insassen neben dem Fahrer bemerken den Querführungseingriff mithin nicht, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn das Querführungssystem einen Fahrfehler bei der Querführung des Fahrers korrigiert. Dann wird der Fahrfehler des Fahrers nicht bekannt und der Fahrkomfort der Insassen wird durch den Querführungseingriff nicht beeinträchtigt.
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Eine allgemeine vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Anzeigelenkwinkel in Abhängigkeit einer fahrerseitig gewählten Voreinstellung skaliert wird. Die Nutzung des Wankwinkels als Anzeigemittel für Querführungseingriffe hat also den weiteren Vorteil, dass eine Skalierbarkeit der Anzeigewirkung vorliegt, so dass insbesondere von einer angenehmen Neigung des Chassis des Kraftfahrzeugs bis hin zu einer deutlich spürbaren ruckartigen Neigung aufgrund des Anzeigewankwinkels verschiedenste Stärken der Anzeige einstellbar sind, insbesondere fahrerseitig wählbar.
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Das erfindungsgemäße Konzept kann in einer Vielzahl von Querführungssystemen eingesetzt werden, so dass als Querführungssystem beispielsweise ein Spurhaltesystem und/oder ein Sicherheitssystem und/oder ein zur vollautomatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildetes Fahrzeugführungssystem verwendet werden kann. Funktionell ausgedrückt kann das hier beschriebene Konzept also beispielsweise bei der Spurmittenführung, bei der aktiven Spurverlassenswarnung, bei der aktiven Spurwechselwarnung, bei der aktiven Spurwechselunterstützung und bei Ausweichmanövern zur Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung eingesetzt werden. Denkbar ist selbstverständlich auch ein Einsatz für hoch- und vollautomatisierte Kraftfahrzeuge, bei denen dann selbst in einem Fall, in dem keine Eingriffsmöglichkeit für den Fahrer vorliegen soll, die Lenkhandhabe, insbesondere ein Lenkrad, in Nullstellung verbleiben kann, so dass beispielsweise Flächen der Lenkhandhabe, beispielsweise eine Lenkradfläche, als Display oder dergleichen genutzt werden können.
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Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass bei Erfüllung eines eine die Aufmerksamkeit des Fahrers benötigende Situation anzeigenden Kritikalitätskriteriums für einen geplanten Querführungseingriff des Querführungssystems dieses die Lenkhandhabe zur Ausgabe eines die Aufmerksamkeit des Fahrers erregenden Hinweissignals ansteuert. Das bedeutet, dass in seltenen Ausnahmesituationen die vollständige Entkopplung des Querführungssystems von der Lenkhandhabe durchbrochen werden kann, nämlich dann, wenn eine die besondere Aufmerksamkeit des Fahrers erfordernde, durch diesen also idealerweise zu überwachende, kritische Verkehrssituation vorliegt. Es hat sich gezeigt, dass gerade dann, wenn Eingriffe des Querführungssystems nicht über die Lenkhandhabe angezeigt werden, diese ein hervorragendes Medium darstellt, um dem Fahrer mitzuteilen, dass eine Ausnahmesituation vorliegt, die dessen volle Aufmerksamkeit benötigt. Dies gilt insbesondere, nachdem sich das Lenkrad in unmittelbarer Nähe des Fahrers befindet und ggf., wie bereits dargelegt, auch anderweitig, beispielsweise als Ablage, genutzt wird.
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Konkret kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine die Richtung des geplanten Querführungseingriffs anzeigende Auslenkung der Lenkhandhabe ausgegeben wird, insbesondere dann, wenn sich diese nicht auf den ersten Querführungsaktor auswirkt (steer-by-wire). Denkbar ist es in diesem Kontext auch, wenn der Querführungseingriff in diesem Fall doch statt über den Anzeigewankwinkel oder zusätzlich zu dem Anzeigewankwinkel über die Lenkhandhabe angezeigt wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Lenkradsignal als eine Vibration und/oder Schwingung der Lenkhandhabe ausgegeben werden.
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In einer Ausgestaltung kann das oder wenigstens ein Kritikalitätskriterium eine wenigstens einen Schwellwert unterschreitende Annäherung an eine Systemgrenze des Querführungssystems beschreiben. Insbesondere dann, wenn die Kapazitäten des Querführungssystems fast vollständig ausgenutzt werden, ist eine erhöhte Aufmerksamkeit des Fahrers sinnvoll.
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Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen über eine fahrerseitig zu bedienende Lenkhandhabe, insbesondere ein Lenkrad, gesteuerten ersten Querführungsaktor, wenigstens ein zur Durchführung automatischer Querführungseingriffe ausgebildetes Querführungssystem und ein zur Einstellung eines Sollwankwinkels ausgebildetes Fahrzeugsystem, welches sich dadurch auszeichnet, dass das Querführungssystem zur Durchführung automatischer Querführungseingriffe über einen insbesondere zusätzlichen zweiten, sich bei Querführungseingriffen nicht auf die Lenkhandhabe auswirkenden Querführungsaktor und zur Anzeige des Querführungseingriffs durch Einstellung eines in Abhängigkeit eines zur selben aktuell durch den Querführungseingriff gegebenen Querführungswirkung führenden virtuellen Lenkwinkels der Lenkhandhabe und/oder in Abhängigkeit einer aktuell wirkenden Querkraft durch den Querführungseingriff gewählten Anzeigewankwinkels mittels des Fahrzeugsystems ausgebildet ist. Insbesondere kann das Querführungssystem ein Steuergerät aufweisen, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem mithin ebenso die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
- 1 eine Skizze zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
- 2 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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1 stellt eine Skizze zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Ein Fahrer 1 befindet sich innerhalb eines Kraftfahrzeugs, in dem er wie bekannt eine Lenkhandhabe 2, hier ein Lenkrad, nutzen kann, um Einfluss auf einen ersten Querführungsaktor 3, hier eine Vorderachslenkung, zu nehmen. Der in beide Richtungen zeigende Pfeil 4 verdeutlicht, dass die Lenkhandhabe 2 sowohl als Mittel zum Bedienen des ersten Querführungsaktors 3 dient, als auch anhand des Lenkwinkels der Lenkhandhabe 2 deutlich anzeigt, welche Richtung und Stärke der durch Betätigung der Lenkhandhabe 2 ausgelöste Querführungseingriff hat. Dies ist möglich, nachdem gemäß dem Doppelpfeil 5 eine hier mechanische Kopplung zwischen der Lenkhandhabe 2 und dem ersten Querführungsaktor 3 besteht.
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Die Lenkhandhabe 2 und der erste Querführungsaktor 3 bilden mithin einen vollständigen Kanal zur Querführung des Kraftfahrzeugs, welcher vollständig unter der Kontrolle des Fahrers 1 steht.
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Das Kraftfahrzeug weist nun vorliegend auch ein Querführungssystem 6 auf, das zur Durchführung von automatischen Querführungseingriffen ausgebildet ist, beispielsweise ein Fahrerassistenzsystem zur Spurmittenführung. Um die Querführungseingriffe umzusetzen, wird ein zu dem beschriebenen ersten Querführungskanal vollkommen unabhängiger zweiter Querführungskanal geschaffen, bei dem das Querführungssystem 6 zunächst gemäß dem Pfeil 7 zur Umsetzung des Querführungseingriffs einen zweiten, von dem ersten Querführungsaktor 3 unterschiedlichen Querführungsaktor 8 einsetzt, beispielsweise eine Hinterachslenkung. Das bedeutet, die Umsetzung des Querführungseingriffs nimmt keinerlei Einfluss auf die Lenkhandhabe 2.
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Um den Querführungseingriff des Querführungssystems 6 dem Fahrer 1 dennoch zur Kenntnis bringen zu können, wird gemäß dem Pfeil 9 ein Fahrzeugsystem 10, hier ein aktives Fahrwerksystem, derart angesteuert, dass ein die Stärke und Richtung des Querführungseingriffs anzeigender Anzeigewankwinkel für das Kraftfahrzeug eingestellt wird, den der Fahrer 1 gemäß des Pfeils 11 wahrnimmt. Das bedeutet, die Lenkhandhabe 2 wird weder aufgrund der Umsetzung des Querführungseingriffs noch durch direkte Ansteuerung genutzt, um dem Fahrer 1 die Stärke und Richtung des automatischen Querführungseingriffs zu übermitteln, sondern dies geschieht über eine seitliche Neigung des Chassis des Kraftfahrzeugs, welche vom Fahrer insbesondere über die Neigung der Motorhaube zur Umgebung des Kraftfahrzeugs wahrgenommen und interpretiert werden kann.
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Dadurch, dass der erste Querführungskanal mit der Lenkhandhabe 2 völlig unangetastet bleibt, ändert sich das empfindliche Zusammenspiel zwischen dem Fahrer und diesem manuellen Querführungskanal nicht. Er kann diesen wie gewohnt und aus seiner Erfahrung bekannt nutzen, auch ohne sich bevormundet zu fühlen. Gleichzeitig aber wird über den Anzeigewankwinkel eine äußerst intuitive Rückmeldung gegeben.
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Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass durchaus auch Ausgestaltungen denkbar sind, in denen der erste Querführungsaktor 3 dem zweiten Querführungsaktor 8 entspricht, wenn der erste Querführungsaktor 3 von der Lenkhandhabe 2 entkoppelt oder entkoppelbar ist, da dann durch den ersten Querführungsaktor 3 durchgeführte Querführungseingriffe keine zwangsläufige Rückmeldung an die Lenkhandhabe 2 bewirken; zum Erhalt des Lenkgefühls wird es jedoch bevorzugt, wenn der erste Querführungsaktor 3 und der zweite Querführungsaktor 8 unterschiedlich sind.
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Um die Richtung des Querführungseingriffs anzuzeigen, wird das Kraftfahrzeug letztlich zum Kurveninneren, also gemäß der Richtung des Querführungseingriffs durch ein entsprechendes Vorzeichen des Anzeigewankwinkels verkippt. Zum intuitiven Anzeigen der Stärke des Querführungseingriffs über den Anzeigewankwinkel bestehen zwei Möglichkeiten. So kann der Anzeigewankwinkel zum einen proportional zu einem virtuellen Lenkwinkel der Lenkhandhabe 2 gewählt werden. Ein solcher lässt sich leicht aus den bekannten Eigenschaften des ersten Querführungskanals ableiten. Alternativ ist es möglich, den Anzeigewankwinkel proportional zur Querkraft zu wählen, die durch den Querführungseingriff ausgelöst wird.
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Es ist ferner möglich, die Stärke der Anzeige über den Anzeigewankwinkel fahrerseitig beeinflussbar zu machen, nachdem diese ja skalierbar ist. Dies kann beispielsweise über eine entsprechende Einstellmöglichkeit an einem Mensch-Maschine-Interface des Kraftfahrzeugs erfolgen.
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2 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 13. Dieses weist eine als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe 2, die mit dem als Vorderachslenkung ausgebildeten ersten Querführungsaktor 3 gekoppelt ist.
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Vollständig unabhängig hiervon weist das Kraftfahrzeug 13 das Querführungssystem 6, hier ein Fahrerassistenzsystem zur Spurmittenführung, auf, dessen Betrieb durch ein Steuergerät 12 gesteuert wird, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Hierzu steht das Steuergerät 12 mit dem als Hinterachslenkung ausgebildeten zweiten Querführungsaktor 8 und dem als aktives Fahrwerksystem ausgebildeten Fahrzeugsystem 10 in Verbindung.
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Es sei abschließend noch angemerkt, dass Ausgestaltungen denkbar sind, die in Fahrsituationen, die die Aufmerksamkeit des Fahrers benötigen, von der strikten Trennung der gebildeten Kanäle abgewichen werden kann. Gerade aus dem Grund, dass üblicherweise Querführungseingriffe des Querführungssystems 6 nicht an der Lenkhandhabe 2 angezeigt werden, eignet sich diese besonders, kritische Situationen anzuzeigen. Nachdem Querführungseingriffe üblicherweise vorausgeplant werden (Vorsteuerung), beispielsweise aufgrund von Prädiktionsdaten zum Fahrspurverlauf, können Querführungseingriffe auch früh dahingehend beurteilt werden, ob die Aufmerksamkeit des Fahrers erforderlich sein könnte, beispielsweise, weil das Querführungssystem 6 nah an die Systemgrenzen gerät. Derartiges kann durch wenigstens ein Kritikalitätskriterium beschreiben sein. Ist dieses erfüllt, wird durch das Querführungssystem 6 ein Hinweissignal über die Lenkhandhabe 2 ausgegeben.
