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Es wird ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines einspurigen Kraftfahrzeugs während einer Fahrt zum sicheren Befahren einer Kurve angegeben. Weiterhin werden ein Fahrerassistenzsystem zum Durchführen des Verfahrens sowie ein das Fahrerassistenzsystem aufweisendes einspuriges Kraftfahrzeug angegeben.
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Die Druckschrift
DE 10 2012 209 518 A1 beschreibt ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, welches eine proaktive Leistungsmodus-Beratungsfunktion aufweist, um einem Fahrer abhängig von den Beobachtungen der letzten Fahreraktionen, die durch gesammelte Daten bestimmt werden, einen Leistungsmodus zu empfehlen. Dabei können aus Fahrzeug- und Nicht-Fahrzeugquellen erfasste Daten Ressourcen bereitstellen, aus welchen die Eigenschaften und Präferenzen des Fahrers bestimmt werden können.
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Allerdings eignen sich derartige Systeme nur unzureichend für einen Einsatz in einspurigen Kraftfahrzeugen zum Unterstützen eines Fahrers zum sicheren Befahren einer Kurve.
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In der Druckschrift
DE 10 2014 225 625 A1 ist ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines einspurigen Kraftfahrzeugs zum sicheren Befahren einer Kurve beschrieben. Dabei werden eine aktuelle Fahrzustandsgröße, insbesondere die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, sowie fahrerspezifische Fahrdynamikgrößen mit einer bevorstehenden Fahrsituation verglichen. Bei Erreichen oder Überschreiten eines Gefahrenschwellwertes wird ein Warnsignal ausgegeben. Als fahrerspezifische Fahrdynamikgrößen werden sowohl bisher erreichte Schräglagen des einspurigen Kraftfahrzeugs als auch bisher erreichte Bremsdrücke sowie Bremsdruckgradienten herangezogen.
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Es ist eine zu lösende Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen, ein Verfahren anzugeben, das die Sicherheit für einen Fahrer eines einspurigen Kraftfahrzeugs beim Befahren einer Kurve weiter erhöht, insbesondere indem es gegenüber den im Stand der Technik bekannten Lösungen dem Fahrer eine verbesserte Hilfestellung beim Bremsen gibt. Weitere Aufgaben sind es, ein Fahrerassistenzsystem zum Durchführen des Verfahrens sowie ein das Fahrerassistenzsystem aufweisendes einspuriges Kraftfahrzeug anzugeben.
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Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren und Gegenstände gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor.
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Das hier beschriebene Verfahren eignet sich zur Unterstützung eines Fahrers eines einspurigen Kraftfahrzeugs während einer Fahrt zum sicheren Befahren einer Kurve.
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Bei dem Verfahren erzeugt ein Betätigen eines Bremsbetätigungsmittels durch den Fahrer des einspurigen Kraftfahrzeugs ein Steuersignal, durch welches ein Bremsdruck beeinflussbar ist, der im Zusammenwirken mit einer Bremseinrichtung des einspurigen Kraftfahrzeugs eine Fahrzeugverzögerung des einspurigen Kraftfahrzeugs mittels einer Bremskraft bewirkt. Bei dem Steuersignal kann es sich beispielsweise um einen durch das Bremsbetätigungsmittel erzeugbaren bzw. erzeugten Steuerdruck handeln.
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Das Bremsbetätigungsmittel kann z.B. als Bremshebel oder als Bremspedal ausgebildet sein. Bei der Bremseinrichtung kann es sich um eine Bremse des einspurigen Kraftfahrzeugs handeln, wie z.B. um eine Vorderradbremse oder um eine Hinterradbremse. Die Bremse kann z.B. als Scheibenbremse mit einem Bremssattel, einer oder mehreren Bremsbacken und einer Bremsscheibe ausgebildet sein. Weiterhin kann die Bremseinrichtung mehrere Bremsen aufweisen, wie z.B. eine Vorderrad- und eine Hinterradbremse.
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Bei dem Verfahren werden eine aktuelle Fahrzustandsgröße, eine fahrerspezifische Fahrdynamikgröße und eine Umgebungs- und/oder Fahrsituationsgröße von einer Auswerte- und Steuereinheit des einspurigen Kraftfahrzeugs ausgewertet. Weiterhin steuert eine Bremsdrucksteuereinrichtung des einspurigen Kraftfahrzeugs den zum Aufbringen der Bremskraft notwendigen Bremsdruck in Abhängigkeit des Steuersignals und in Abhängigkeit der Auswertung der Auswerte- und Steuereinheit.
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Vorzugsweise wird der Bremsdruck abhängig von der Auswertung und vom Steuersignal bzw. Steuerdruck automatisch optimal eingestellt. Durch den Bremsdruck kann bzw. können insbesondere eine oder mehrere Bremsbacken der Bremse bzw. der Bremseinrichtung, z.B. hydraulisch, gesteuert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden bei dem Verfahren die aktuelle Fahrzustandsgröße, die fahrerspezifische Fahrdynamikgröße und die Umgebungs- und/oder Fahrsituationsgröße mit einer bevorstehenden Fahrsituation verglichen und bei einem Erreichen oder Überschreiten eines Gefahrenschwellwertes ein Warnsignal ausgegeben.
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Die Ausgabe des Warnsignals kann beispielsweise in optischer und/oder akustischer Form erfolgt. Die optische Anzeige kann zum Beispiel über ein Lichtsignal im Sichtbereich des Fahrers erfolgen, beispielsweise durch eine Anzeige eines Warnsymbols oder eines Warnblitzes im Instrumentenkombi des einspurigen Kraftfahrzeugs. Weiterhin kann eine optische Anzeige in einem Head-Up-Display oder einer Anzeige in einer Verkleidungsscheibe des einspurigen Kraftfahrzeugs erfolgen. Darüber hinaus ist eine optische Anzeige in einem Helmvisier des Fahrers oder als Projektion auf der Fahrbahn denkbar.
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Eine akustische Ausgabe des Warnsignals erfolgt vorzugsweise über einen Warnton, der beispielsweise über einen Lautsprecher am Fahrzeug, oder über eine Ausgabe via Bordkommunikation, oder über einen Lautsprecher im Helm des Fahrers ausgegeben werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Ausgabe des Warnsignals in haptischer Form erfolgen. Beispielsweise kann bei der Ausgabe des Warnsignals eine Vibration in einem oder mehreren Bereichen des Kraftfahrzeugs erfolgen: im Gasgriff, in Bremshebel, im Bremspedal, im Sitz, im Tank. Weiterhin kann gemäß einer Ausführungsform eine haptische Ausgabe des Warnsignals über ein oder mehrere Vibrationselemente im Helm des Fahrers erfolgen, die z.B. über eine Bluetooth-Anbindung mit der Auswerte- und Steuereinheit verbunden sein kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Ausgabe des Warnsignals mehrstufig. Das bedeutet, dass die Intensität des Warnsignals über zwei oder mehr Stufen steigen kann, falls der Fahrer nicht angemessen auf das Warnsignal reagiert. Beispielsweise kann bei einer akustischen Warnung die Lautstärke des Warnsignals zunehmen, bei einer optischen Warnung die Farbe des Lichtsignals sich ändern oder eine Frequenz eines Blinkens steigen, und bei einer haptischen Warnung die Frequenz oder Intensität einer Vibration zunehmen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Ausgabe des Warnsignals derart, dass eine zu verbleibende Reaktionszeit zum erfolgreichen Vermeiden einer aufkommenden Gefahrensituation zwischen 0,5 und 2,0 Sekunden beträgt. Besonders bevorzugt kann die minimal zu verbleibende Reaktionszeit zum erfolgreichen Vermeiden der aufkommenden Gefahrensituation vom Fahrer vor Fahrtantritt eingestellt werden. Somit kann zum Beispiel vermieden werden, dass ein auf sportliches Fahren eingestellter Fahren von einem zu früh ausgelösten Warnsignal gestört wird oder sichergestellt werden, dass ein unsicherer Fahrer früh genug gewarnt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden als fahrerspezifische Fahrdynamikgröße die aktuelle Geschwindigkeit des einspurigen Kraftfahrzeugs und/oder die aktuelle Schräglage des einspurigen Kraftfahrzeugs gemessen und an die Auswerte- und Steuereinheit übertragen.
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Die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kann z.B. mittels eines Geschwindigkeitssensors aufgenommen und an die Auswerte- und Steuereinheit übermittelt werden. Der Geschwindigkeitssensor kann beispielsweise ein Raddrehzahlsensor sein. Die aktuelle Schräglage kann z.B. durch einen Neigungssensor bzw. Schräglagensensor gemessen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden als fahrerspezifische Fahrdynamikgröße bzw. als fahrerspezifische Fahrdynamikgrößen bisher erreichte Schräglagen des einspurigen Kraftfahrzeugs und/oder bisher erreichte Bremsdrücke und/oder Bremsdruckgradienten, welche von einer Speichereinheit des einspurigen Kraftfahrzeugs gespeichert sein können, an die die Auswerte- und Steuereinheit übertragen. Unter „bisher erreichten“ Schräglagen können beispielsweise alle seit Beginn der aktuellen Fahrt erreichte Schräglagen verstanden werden. Weiterhin ist es möglich, dass auch erreichte Schräglagen aus vergangenen Fahrten einbezogen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden als fahrerspezifische Fahrdynamikgröße Daten bezüglich einer aktuellen Fitness des Fahrers des einspurigen Kraftfahrzeugs an die Auswerte- und Steuereinheit übertragen. Beispielsweise können Daten von einem Fitness-Tracker, den der Fahrer trägt, übertragen werden. Weiterhin kann ein Sättigungs-Status übermittelt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei dem Verfahren für die bevorstehende Kurvenfahrt die Höchstgeschwindigkeit ermittelt, welche ein sicheres Befahren der Kurve ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden als Umgebungs- und/oder Fahrsituationsgröße ein Kurvenradius und/oder eine Fahrbahnbreite einer als Nächstes zu befahrenden Kurve mittels einer Navigationseinheit und/oder einer Kamera ermittelt und an die Auswerte- und Steuereinheit übertragen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden als fahrerspezifische Fahrdynamikgröße bisher erreichte Bremsdrücke und/oder Bremsdruckgradienten von einer Speichereinheit gespeichert und an die Auswerte- und Steuereinheit übertragen. Unter Bremsdruck kann dabei der Druck in einem Hydrauliksystem eines Bremssystems beim Betätigen einer Bremse des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Der Bremsdruckgradient stellt eine fahrercharakteristische Größe dar, die eine zeitliche Auflösung des Ziehens der Bremse durch den Fahrer abbildet. Die erreichten Bremsdrücke bzw. Bremsdruckgradienten werden vorzugsweise von einem Bremsdrucksensor detektiert und über Bremsdrucksignale an die Auswerte- und Steuereinheit, gegebenenfalls indirekt über die Speichereinheit, übermittelt, welche die Bremsdrucksignale speichert und auswertet. Weiter können bisher erreichte Lenkwinkel, Querbeschleunigungen, Verzögerungswerte und oder Reaktionszeiten von der Speichereinheit gespeichert und an die Auswerte- und Steuereinheit übertragen werden.
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Zur Bewertung der bevorstehenden Fahrsituation wird insbesondere der Kurvenradius der bei der Fahrt als Nächstes zu befahrenden Kurve mittels einer Navigationseinheit ermittelt und an die Auswerte- und Steuereinheit übertragen. Die Navigationseinheit kann beispielsweise eine Ortsermittlungseinheit, wie z.B. eine GPS-Einheit, und eine Kartendateneinheit, die z.B. Kartendaten wie Kurvenradien, etc. beinhaltet, umfassen. Die Auswerte- und Steuereinheit verarbeitet die empfangenen Sensorsignale und Daten, d.h. solchen aus den aktuellen Fahrzustandsgrößen, den fahrerspezifischen Fahrdynamikgrößen und denen zur bevorstehenden Fahrsituation, und veranlasst bei Erreichen bzw. Überschreiten des Gefahrenschwellwertes die Ausgabe des Warnsignals, so dass der Fahrer des einspurigen Kraftfahrzeugs vor der Gefahrensituation gewarnt wird und angemessen reagieren kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden weiterhin eine oder mehrere der folgenden fahrerspezifischen Fahrdynamikgrößen von der Speichereinheit gespeichert und die Auswerte- und Steuereinheit übertragen: bisher gefahrene Kurvenradien, bisher erreichte Kurvengeschwindigkeiten und/oder bisher erreichte Bremspunkte vor Kurven.
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Weiterhin kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zur Bewertung der bevorstehenden Fahrsituation eine aktuelle Verkehrsdichte der befahrenen Strecke abgefragt werden. Beispielsweise kann die aktuelle Verkehrsdichte über ein Navigationsportal online abgefragt werden, wobei die empfangenen Daten von der Auswerte- und Steuereinheit ausgewertet und bei der Bewertung der bevorstehenden Fahrsituation berücksichtigt werden, z.B. derart, dass bei einem hohen Verkehrsaufkommen das Warnsignal früher ausgegeben wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die fahrerspezifischen Fahrdynamikgrößen seit Beginn der aktuellen Fahrt ermittelt und von einer Speichereinheit gespeichert und an die Auswerte- und Steuereinheit übertragen. Alternativ oder zusätzlich können die fahrerspezifischen Fahrdynamikgrößen auch über mehrere Fahrten hinweg von der Speichereinheit gespeichert und an die Auswerte- und Steuereinheit übertragen werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die gespeicherten fahrerspezifischen Fahrdynamikgrößen einem Fahrerprofil zugeordnet werden. Beispielsweise kann sich der Fahrer vor Beginn einer Fahrt über ein Identifikationseinheit anmelden, so dass zu speichernde fahrerspezifischen Fahrdynamikgrößen dem Fahrerprofil zugeordnet werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann durch den Fahrer des einspurigen Kraftfahrzeugs ausgewählt werden, ob die fahrerspezifische Fahrdynamikgrößen mit Beginn der aktuellen Fahrt erstmalig generiert werden oder ob auf ein dem Fahrer zugeordnetes Fahrerprofil, welches fahrerspezifische Fahrdynamikgrößen aus vergangenen Fahrten enthält, zugegriffen werden soll.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der von der Bremsdrucksteuereinrichtung einzustellende Bremsdruck durch den Fahrer des einspurigen Kraftfahrzeugs zur Erzielung höherer Kurvengeschwindigkeiten innerhalb eines Toleranzbereichs eingestellt werden . Somit hat der Fahrer die Möglichkeit, in seiner persönlichen Einstellung einen Toleranzwert nach oben einzustellen und/oder diese Variante abzuwählen und/oder als Default zu setzen, beispielsweise um höhere Kurvengeschwindigkeiten gezielt fahren zu können. Vorzugsweise können höhere Werte, als die physikalischen Grenzwerte, nicht eingestellt werden.
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Weiterhin wird ein Fahrerassistenzsystem zum Durchführen des hier beschriebenen Verfahrens angegeben. Das Fahrerassistenzsystem weist dabei die vorher und im Folgenden beschriebene Auswerte- und Steuereinheit und die vorher und im Folgenden beschriebene Bremsdrucksteuereinrichtung auf.
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Darüber hinaus wird ein einspuriges Kraftfahrzeug angegeben, welches das hier beschriebene Fahrerassistenzsystem aufweist. Das einspurige Kraftfahrzeug kann beispielsweise als Motorrad oder als Motorroller ausgebildet sein.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des hier beschriebenen Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsformen. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines hier beschriebenen Verfahrens zur Unterstützung eines Fahrers eines einspurigen Kraftfahrzeugs zum sicheren Befahren einer Kurve gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 eine schematische Darstellung eines hier beschriebenen Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
- 3 eine schematische Darstellung einer Ausgabe eines Warnsignals bei einem hier beschriebenen Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Unterstützung eines Fahrers eines einspurigen Kraftfahrzeugs während einer Fahrt zum sicheren Befahren einer Kurve gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Bei dem Verfahren erzeugt ein Betätigen eines Bremsbetätigungsmittels 1, wie z.B. eines Bremshebels oder eines Bremspedals, ein Steuersignal 2, bei dem es sich insbesondere um einen Steuerdruck handeln kann, durch welchen ein Bremsdruck 8 beeinflussbar ist, welchem Zusammenwirken mit einer Bremseinrichtung 9 des einspurigen Kraftfahrzeugs eine Fahrzeugverzögerung mittels einer Bremskraft bewirkt.
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Bei dem Verfahren werden zumindest eine aktuelle Fahrzustandsgröße 5, zumindest eine fahrerspezifische Fahrdynamikgröße 6 und zumindest eine Umgebungs- und/oder Fahrsituationsgröße 7 von einer Auswerte- und Steuereinheit 4 ausgewertet.
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Weiterhin steuert eine Bremsdrucksteuereinrichtung 3 den zum Aufbringen der Bremskraft notwendigen Bremsdruck 8 in Abhängigkeit des erzeugten Steuersignals 2 und in Abhängigkeit der Auswertung der Auswerte- und Steuereinheit 4.
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In 2 ist eine weitere Darstellung eines hier beschriebenen Verfahrens dargestellt. Dabei ist gezeigt, dass eine Mehrzahl von Sensoren, wie z.B. Sensoren zur Bestimmung der Geschwindigkeit des einspurigen Kraftfahrzeugs, zur Bestimmung des Drehwinkels der Lenkachse, des Federwegs, der Bremstemperatur, der Umgebungstemperatur, der Luftfeuchtigkeit, ein Regensensor, ein Lichtsensor, die Sensorbox des einspurigen Kraftfahrzeugs, eine oder mehrere Kameras, eine GPS-Einheit und/oder Kartendaten einer Datenbank Informationen an die Auswerte- und Steuereinheit übermitteln können, und die Auswerte- und Steuereinheit eine Auswertung basierend auf den Informationen vornehmen und an die Bremsdrucksteuereinrichtung übermitteln kann.
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Weiterhin können externe Daten, wie z.B. von einem Fitness-Tracker, einer ABS-Cloud und/oder einer Fahrbahndatenbank an die Auswerte- und Steuereinheit übermittelt werden.
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Weitere Merkmale, die an die Auswerte- und Steuereinheit übermittelt werden können sind Merkmale bezüglich der aktuellen oder bisherigen Geschwindigkeit, eine Geschwindigkeitsbegrenzung, der Helligkeit, des Straßenverlaufs, des Gefälles bzw. der Steigung, der aktuellen oder bisherigen Schräglage, Informationen aus einer Manöver-Datenbank zu bisherigen Fahrsituation, Informationen zum aktuellen Mindset oder zur aktuellen Performance des Fahrers, Information zum Fahrbahnzustand, zum Beladungszustand des einspurigen Kraftfahrzeugs, zum Reibbeiwert, zur Witterung und/oder zu Temperaturen.
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Diese Informationen können von der Auswerte- und Steuereinheit ausgewertet werden und entsprechende Signale an die Bremsdrucksteuereinrichtung übermittelt werden. Basierend auf der Auswertung bzw. diese Signale sowie des Steuersignals bzw. des Steuerdrucks kann die Bremsdrucksteuereinrichtung den zum Aufbringen der Bremskraft notwendigen Bremsdruck steuern.
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Falls nötig, kann ein Warnhinweis an den Fahrer, beispielsweise in optischer, akustischer und/oder haptischer Form, erfolgen.
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In der 3 ist ein weiteres Ablaufdiagramm dargestellt, welches Möglichkeiten zeigt, wie der Fahrer des einspurigen Kraftfahrzeugs ein Hinweis zur Einstellung einer optimalen Bremskraft, um eine folgende Kurve sicher befahren zu können, erhalten kann, insbesondere falls die Ausgangsgeschwindigkeit zu hoch liegt.
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Ein Warnhinweis in optischer Form kann beispielsweise durch ein Warnsymbol oder einen Warnblitz im Instrumentenkombi erfolgen. Weiterhin ist ein Hinweis in optischer Form im Head-Up-Display oder in einer Anzeige in einer Verkleidungsscheibe möglich, oder auch im Head-Up-Display oder einer Anzeige im Helmvisier. Weiterhin ist eine Projektion des optischen Warnhinweises auf die Fahrbahn denkbar.
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Ein Warnhinweis in akustischer Form kann beispielsweise durch ein Schallgeber bzw. ein Lautsprecher am Fahrzeug erfolgen, welche auf den Fahrer gerichtet ist. Weiterhin können Schallgeber bzw. Lautsprecher im Helm des Fahrers angeordnet sein. Auch eine Ausgabe via Bordkommunikation ist denkbar.
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Ein Warnhinweis in haptischer Form kann beispielsweise durch eine Vibration im Sitz des einspurigen Fahrzeugs, eine Vibration am Griff bzw. Lenker und/oder ein Pulsieren des Bremshebels bzw. des Bremspedals erfolgen.
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Die Warnhinweise in optischer, akustischer und haptischer Form können einzelne oder kombiniert erfolgen.
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Weiterhin ist es möglich, dass eine Intensität und/oder Frequenz der Warnhinweise variiert. Beispielsweise kann die Intensität und/oder Frequenz zunehmen, wenn eine Abweichung zwischen dem Steuerdruck und dem zu erreichenden notwendigen Bremsdruck zunimmt.
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Alternativ oder zusätzlich können die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen der allgemeinen Beschreibung aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsbetätigungsmittel
- 2
- Steuersignal
- 3
- Bremsdrucksteuereinrichtung
- 4
- Auswerte- und Steuereinheit
- 5
- aktuelle Fahrzustandsgröße
- 6
- fahrerspezifische Fahrdynamikgröße
- 7
- Umgebungs- und/oder Fahrsituationsgröße
- 8
- Bremsdruck
- 9
- Bremseinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012209518 A1 [0002]
- DE 102014225625 A1 [0004]
