DE102016224842A1

DE102016224842A1 - Fahrerassistenzverfahren, Fahrassistenzsystem und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016224842A1
Application number: DE102016224842.1A
Authority: DE
Inventors: Daniel Eder
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrassistenzverfahren für ein Fahrzeug (1) und insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei welchem während einer Fahrt des Fahrzeugs (1) der Wert mindestens einer Fahrdynamikgröße des Fahrzeugs (1) erfasst und direkt oder mittels eines abgeleiteten Werts mit mindestens einem vordefinierten Schwellenwert verglichen wird und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis eine Fahrerassistenzfunktion ausgeführt oder veranlasst wird, wobei ein aktueller Wert der Differenz aus dem Schwellenwert und dem aktuellen Wert der Fahrdynamikgröße oder dem abgeleiteten Wert bestimmt und direkt und/oder mittels eines dafür repräsentativen Werts angezeigt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrassistenzverfahren, ein Fahrassistenzsystem sowie ein Fahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Fahrassistenzverfahren für ein Fahrzeug und insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ein Fahrassistenzsystem für ein Fahrzeug und insbesondere für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug als solches.
Heutzutage werden im Bereich der Fahrzeugtechnik vermehrt Fahrassistenzsysteme eingesetzt. Diese sollen den Nutzer eines Fahrzeugs bei dessen Bedienung unterstützen und insbesondere Gefahrensituationen vermeiden helfen. Problematisch bei herkömmlichen Fahrassistenzsystemen ist der Mangel an realistischer Einschätzung der Unterstützung durch das Fahrassistenzsystem auf Seiten des Nutzers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrassistenzverfahren, ein Fahrassistenzsystem sowie ein Fahrzeug anzugeben, welche dem Nutzer eines Fahrzeugs mit besonders einfachen Mitteln eine Einschätzung der Möglichkeiten und Grenzen der Unterstützung durch das Fahrassistenzsystem ermöglichen.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einem Fahrassistenzverfahren erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1, bei einem Fahrassistenzsystem erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 8 sowie bei einem Fahrzeug erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 9 gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrassistenzverfahren für ein Fahrzeug und insbesondere für ein Kraftfahrzeug geschaffen, bei welchem (i) während einer Fahrt des Fahrzeugs der Wert mindestens einer Fahrdynamikgröße des Fahrzeugs erfasst und direkt oder mittels eines daraus abgeleiteten Werts mit mindestens einem vordefinierten Schwellenwert verglichen wird und (ii) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis eine Fahrerassistenzfunktion ausgeführt oder veranlasst wird, wobei ein aktueller Wert der Differenz aus dem Schwellenwert und dem aktuellen Wert der Fahrdynamikgröße oder dem abgeleiteten Wert bestimmt und direkt und/oder mittels eines dafür repräsentativen Werts angezeigt wird. Durch diese Maßnahmen erhält ein Nutzer des Fahrzeugs Information darüber, welche Reserven im Zusammenhang mit der Fahrsituation bis zum Einsetzen von Fahrassistenzmaßnahmen bestehen, so dass er sein Fahrverhalten entsprechend anpassen kann. Der Nutzer des Fahrzeugs muss dabei nur eine einzige Größe, nämlich den Abstand zum Schwellenwert, in Betracht ziehen, um sich einen Überblick über die Fahrdynamik zu verschaffen.
Bei der Fahrdynamikgröße kann es sich um sämtliche Fahrdynamikgrößen handeln, die zur Beschreibung der Fahrdynamik des Fahrzeugs relevant sind, zum Beispiel Längs- und Querbeschleunigung, Längs- und Quergeschwindigkeit, Lenkwinkel, Gierwinkel, Gierrate, Raddrehzahlen und dergleichen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fahrassistenzverfahrens wird eine Fahrerassistenzfunktion ausgeführt oder veranlasst, wenn der Vergleich ergibt, dass der Schwellenwert erreicht oder überschritten wird.
Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Fahrassistenzverfahren dann, wenn eine Mehrzahl von Fahrdynamikgrößen bei der Bewertung einfließt.
So ist es gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Fahrassistenzverfahrens vorgesehen, dass Werte einer Mehrzahl von Fahrdynamikgrößen des Fahrzeugs erfasst und mittels einer gemeinsamen abgeleiteten Größe als Vergleichsgröße oder mittels eines gemeinsamen abgeleiteten Werts mit einem Schwellenwert verglichen werden und ein aktueller Wert der gemeinsamen Differenz aus dem Schwellenwert und dem aktuellen abgeleiteten Wert bestimmt und direkt und/oder mittels eines dafür repräsentativen Werts angezeigt wird.
Bei dieser Ausgestaltungsform werden also mehrere Fahrdynamikgrößen und insbesondere deren einzelne Werte, vorzugsweise in ihrer zeitlichen Entwicklung, berücksichtigt und zu einer Größe oder zu einem Wert kombiniert, die oder der dann mit dem Schwellenwert verglichen wird.
Zum Beispiel zeichnet sich bei einer dynamischen Kurvenfahrt und beginnendem Übersteuern - das Fahrzeugheck bricht aus - eine Abweichung zwischen einem Wunschlenkwinkel des Fahrers und dem Gierwinkel des Fahrzeugs ab. Des Weiteren beginnen auch die Raddrehzahlen an Vorder- bzw. Hinterachse voneinander abzuweichen. Im Zusammenhang mit einer abfallenden Querbeschleunigung, einhergehend mit einem Verlust der Haftung an den Rädern, stehen dem Fahrerassistenzsystem so drei Fahrdynamikgrößen zur Verfügung, die unabhängig voneinander in die Ermittlung der Differenz zum definierten Schwellenwert eingehen können.
Die heißt mit anderen Worten: Mehrere Werte können nach Art einer Oder-Bedingung verknüpft werden, da - wie bereits oben geschrieben - ein Wert zur Bestimmung der Differenz ausreicht. Eine Mehrzahl von Werten kann z.B. statt verrechnet eher miteinander verglichen werden. Somit kann - ähnlich zu einem Sicherheitsfaktor - der größte Ausschlag einer Fahrdynamikgröße für die Bestimmung der Differenz verwendet werden.
Die Anzeige der Differenz bis zum Erreichen des Schwellenwerts kann optisch-visuell und/oder akustisch-auditiv erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist eine Anzeige mittels eines relativen Zahlenwerts, zum Beispiel nach Art einer Prozentangabe, weil auf diese Weise die für den Nutzer notwendige Information, nämlich der Abstand bis zum Eingreifen einer Fahrerassistenzfunktion, besonders plastisch präsentiert wird.
Die Anzeige kann graphisch, nach Art eines Diagramms und vorzugsweise als Balkendiagramm erfolgen.
Dabei kann eine lineare Anzeige oder eine entsprechend angepasste nichtlineare Anzeige, zum Beispiel eine logarithmische Anzeige und/oder eine Anzeige nach Art eines Potenzgesetzes oder Exponentialgesetzes zum Tragen kommen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrassistenzsystem für ein Fahrzeug und insbesondere für ein Kraftfahrzeug geschaffen, welches eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Fahrassistenzverfahren auszuführen, und welches dazu entsprechende Mittel aufweist.
In diesem Zusammenhang können entsprechende Mikroprozessorstrukturen und Speichereinheiten mit entsprechenden verbindenden Leitungsstrukturen zum Tragen kommen.
Es kann dabei auf bereits bestehende Anzeigeeinrichtungen zurückgegriffen werden, wie sie im Cockpit eines Fahrzeugs üblicherweise im Zusammenhang mit einem Mediasystem und/oder einem Navigationssystem ausgebildet sind.
Es kann jedoch auch eine zusätzliche Anzeigeeinrichtung ausgebildet sein.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung auch ein Fahrzeug und insbesondere ein Kraftfahrzeug geschaffen, welches eingerichtet ist, ein Fahrerassistenzverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen, und/oder welches ein Fahrassistenzsystem gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
Figurenliste
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.

1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
2 zeigt in schematischer Ansicht nach Art eines Blockdiagramms eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1 und 2 Ausführungsbeispiele und der technische Hintergrund der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten wiedergegeben.
Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form voneinander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.
1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug 1 gemäß 1 weist eine Karosserie 2, einen Antrieb 3 sowie über den Antrieb 3 antreibbare Räder 4 auf.
Im Inneren des Fahrzeugs 1 ist ein erfindungsgemäßes Fahrassistenzsystem 10 ausgebildet.
Dieses besteht aus einer Erfassungs- und Steuereinheit 15, mit welcher über einen Bus 12 Sensoren 11 zur Erfassung von Werten von Fahrdynamikparametern oder Fahrdynamikgrößen verbunden sind. Bei den Sensoren 11 kann es sich um Geschwindigkeits-, Beschleunigungs-, Lenkwinkel-, Motorleistungs-, Drehmomentsensoren und/oder um andere Sensoren handeln.
Die Erfassungs- und Steuereinheit 15 ist dazu eingerichtet, die erfassten Messwerte zu bewerten, ggf. zu einem gemeinsamen Wert oder zu einer Vergleichsgröße zusammenzufassen und mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen.
Der Schwellenwert dient dazu, das Eingreifen des Fahrassistenzsystems 10 zur Beeinflussung der Fahrt des Fahrzeugs 1 und damit der Fahrdynamik des Fahrzeugs 1 zu steuern.
Im einfachsten Fall wird in die Fahrdynamik des Fahrzeugs 1 eingegriffen, wenn die Vergleichsgröße in ihrem Wert den Schwellenwert erreicht oder überschreitet.
Der Schwellenwert muss kein fest vorgegebener Wert sein, er kann vielmehr den Fahrumständen dynamisch angepasst werden, z.B. nach Betätigung eines Fahrerlebnisschalters oder dergleichen (EcoPro, Comfort, Sport, Sport+).
Um die erfindungsgemäße Funktionalität des neuen Fahrassistenzsystems 10 und des ihm zu Grunde liegenden Verfahrens nutzen zu können, ist bei der Ausführungsform gemäß 1 mit der Erfassungs- und Steuereinheit 15 über eine Steuerleitung 13 eine Anzeigeeinheit 20 verbunden, die der Anzeige der Differenz zwischen dem Wert der Vergleichsgröße oder eines dafür repräsentativen Werts und dem Schwellenwert dient.
2 zeigt in schematischer Ansicht nach Art eines Blockdiagramms eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems 10.
Das in 2 dargestellte Fahrassistenzsystem 10 weist eine Erfassungs- und Steuereinheit 15 auf, welche über einen Bus 12 mit einem Sensor 11 und über eine Steuerleitung 13 mit einer Anzeigeeinheit 20 verbunden ist.
Die Anzeigeeinheit 20 kann eine im Fahrzeug 1 bereits vorhandene Anzeige einer Instrumententafel, eines Navigationssystems und/oder einer Multimediaeinheit sein, zum Beispiel eines Radios, Displays oder dergleichen.
Alternativ kann die Anzeigeeinheit 20 auch als eigenständige und separate Anzeigeeinheit ausgebildet sein.
Die Anzeigeeinheit 20 gemäß 2 weist eine Mehrzahl von Anzeigeelementen oder Anzeigefeldern 21 bis 27 auf.
Das Anzeigeelement 21 gibt den numerischen Wert der aktuellen Differenz zwischen der Vergleichsgröße und dem Schwellenwert an. In der Darstellung gemäß 2 beträgt der Wert der Differenz 20%. Das bedeutet, dass ein Puffer oder eine Reserve von 20 % bestehen, die noch ausgeschöpft werden können, bis die Fahrerassistenzfunktion des Fahrassistenzsystems 10 eingreift.
Das Anzeigeelement 22 gibt in grafischer Form ein entsprechendes Balkendiagramm wieder, mit welchem der gesamte bis zum Eingreifen einer Fahrerassistenzfunktion ausschöpfbare Bereich mit 100 %, der bereits ausgeschöpfte Bereich mit 80 % und der erfindungsgemäß maßgebliche Wert, nämlich die Differenz bis zum Erreichen des Schwellenwerts zum Eingreifen der Fahrerassistenzfunktion wieder 20 % bezeichnet sind. Der Schwellenwert selbst - also der Wert, bei dessen Erreichen das System eingreift - wird durch den Wert 100 % repräsentiert.
Darüber hinaus kann der angezeigte Pufferwert im dargestellten Balkendiagramm 22 für einen kurzen definierten Zeitraum als farblich abgeschwächter Balken stehen bleiben, bevor ein erneuter Ausschlag diesen ablöst und aktualisiert. Dies dient der besseren Erkennbarkeit für den Fahrer, da nicht sofort und gegebenenfalls während einer fahrkritischen Situation auf die Anzeige geblickt werden muss.
Die Felder 23 und 24 zeigen die momentane Leistung des Antriebs 3 und das vom Antrieb 3 momentan abgegebene Drehmoment an.
Das Anzeigeelement 25 beschreibt den Dynamikmodus des Fahrzeugs 1, zum Beispiel einen Sportmodus oder einen Lastmodus.
Das Anzeigefeld 26 zeigt die aktuelle Uhrzeit und das Anzeigefeld 27 das im Multimediasystem verwendete Medium, in der 2 einen derzeit eingestellten Radiosender.
Diese und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden an Hand der folgenden Darlegungen weiter erläutert:

Regelsysteme von Fahrerassistenzsystemen 10 greifen ein, sobald eine kritische Fahrsituation erkannt wird.

Beispielsweise werden als Indikatoren hierfür ein Übergang von Haft- in Gleitreibung an den Rädern 4 oder eine große Differenz zwischen Lenkwinkel und Gierwinkel genutzt.
Herkömmlicherweise wird der Fahrer vom Eingreifen eines Fahrassistenzsystems 10 überrascht und hat keine Möglichkeit, Rückschlüsse aus der Situationen zu ziehen, zum Beispiel dahingehend, wie die derzeitige Fahrsituation hat entstehen können und welche Fahrmöglichkeiten ohne Eingreifen der Regelung durch das Fahrassistenzsystem bestanden hätten.
Nachteilig bei herkömmlichen Fahrerassistenzsystemen ist, dass z.B. im Herbst oder Winter und auf nicht ausgebauten und veralteten oder schmutzigen Straßen viele Fahrer sich auf Regelsysteme verlassen und damit eine realistische Einschätzung der physikalischen Grenzen verlieren.
Ein erfindungsgemäßes Fahrassistenzsystem 10 wird über das Regelsystem integriert und erkennt, wie viel Puffer der Fahrer bis zu einem definierten Regeleingriff des Fahrassistenzsystems 10 zum Beispiel im Sinne eines DSC hat. Es handelt sich dabei also quasi um die Dokumentation eines physikalischen Limits in Bezug auf die Fahrdynamik.
Herkömmlicherweise erfolgt die Ausgabe zum Beispiel durch eine Mehrzahl anzuzeigender Fahrparameter, zum Beispiel im Zusammenhang mit einer Anzeige eines iDrive-Displays oder HUD.
Mit einer derartigen Vielzahl herkömmlicher Anzeigen ist es einem Fahrer nicht möglich, ohne zusätzliche gedankliche Maßnahmen und große Ablenkung direkt zu erkennen, ab wann ein Regeleingriff durch das Fahrassistenzsystem erfolgen wird.
Hier schafft die vorliegende Erfindung Abhilfe, weil ein einziger Differenzwert zu einem Schwellenwert bis zum Eingreifen des erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems 10 für den Fahrer leicht erfassbar dargestellt wird und damit den Aufwand zum Erkennen der physikalischen Limits beim Fahrverhalten deutlich reduziert.
Im täglichen Straßenverkehr ist die Erfindung als zusätzliches Sicherheitspotential nutzbar, vor allem im Herbst oder Winter mit Laub oder Schnee oder auf Rennstrecken zum Ausloten des eigenen fahrerischen Könnens.
Es stellen sich erfindungsgemäß folgende Vorteile ein:

- Zusätzliches Sicherheitspotential;
- Gefahrloses Herantasten an das physikalische Limit des Fahrzeugs auf der Rennstrecke;
- Kunden werden sensibilisiert und „Freude am Fahren“ wird vermittelt.

Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Karosserie
3: Antrieb
4: Rad
10: Fahrassistenzsystem
11: Sensor
12: Bus
13: Steuerleitung
15: Erfassungs- und Steuereinheit
20: Anzeigeeinheit
21: Anzeigeelement
22: Anzeigeelement
22-1: Anzeigeelement
22-2: Anzeigeelement
22-3: Anzeigeelement
23: Anzeigeelement
24: Anzeigeelement
25: Anzeigeelement
26: Anzeigeelement
27: Anzeigeelement

Claims

Fahrassistenzverfahren für ein Fahrzeug (1) und insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei welchem - während einer Fahrt des Fahrzeugs (1) der Wert mindestens einer Fahrdynamikgröße des Fahrzeugs (1) erfasst und direkt oder mittels eines daraus abgeleiteten Werts mit mindestens einem vordefinierten Schwellenwert verglichen wird und - in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis eine Fahrerassistenzfunktion ausgeführt oder veranlasst wird, wobei ein aktueller Wert der Differenz aus dem Schwellenwert und dem aktuellen Wert der Fahrdynamikgröße oder dem abgeleiteten Wert bestimmt und direkt und/oder mittels eines dafür repräsentativen Werts angezeigt wird.
Fahrassistenzverfahren nach Anspruch 1, bei welchem eine Fahrerassistenzfunktion ausgeführt oder veranlasst wird, wenn der Vergleich ergibt, dass der Schwellenwert überschritten ist.
Fahrassistenzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem Werte einer Mehrzahl von Fahrdynamikgrößen des Fahrzeugs (1) erfasst und mittels eines gemeinsamen abgeleiteten Werts mit einem Schwellenwert verglichen werden und ein aktueller Wert der gemeinsamen Differenz aus dem Schwellenwert und dem aktuellen abgeleiteten Wert bestimmt und direkt und/oder mittels eines dafür repräsentativen Werts angezeigt wird.
Fahrassistenzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Anzeige optisch-visuell erfolgt.
Fahrassistenzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Anzeige akustisch-auditiv erfolgt.
Fahrassistenzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Anzeige mittels eines relativen Zahlenwerts erfolgt, insbesondere als Prozentangabe.
Fahrassistenzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Anzeige graphisch und insbesondere als Balkendiagramm erfolgt.
Fahrassistenzsystem (10) für ein Fahrzeug (1) und insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welches eingerichtet ist, ein Fahrassistenzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen.
Fahrzeug (1) und insbesondere Kraftfahrzeug, welches eingerichtet ist, ein Fahrassistenzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen, und/oder welches ein Fahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 8 aufweist.